Question

【题目】“黑洞”是近代引力理论所预言的宇宙中的一种特殊天体，研究认为，黑洞可能是由于超中子星发生塌缩而形成的．欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞并将它命名为：MCG6﹣30﹣15r，假设银河系中心仅此一个黑洞．已知太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪一组数据可以估算出该黑洞的质量 （ ）
A.太阳的质量和运行速度
B.太阳绕黑洞公转的周期和太阳到“MCG6﹣30﹣15r”的距离
C.太阳质量和太阳到“MCG6﹣30﹣15r”的距离
D.太阳绕黑洞公转的运行速度和太阳到“MCG6﹣30﹣15r”的距离

Answer 1

【答案】B,D
【解析】解：太阳绕银河系中心“黑洞”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳的质量为m、轨道半径为r、“黑洞”质量为M，有

F=F向

F=G

F向=m =mω2r=m（ ）2r

因而

G =m =mω2r=m（ ）2r=ma

从上式可以看出，要计算、“黑洞”质量，要知道周期T与轨道半径r，或者线速度v与轨道半径r，或者轨道半径r与角速度ω，或者角速度ω与线速度v；

由于太阳质量m在等式左右可以约去，故太阳质量对求银河系中心“黑洞”的质量无用处；

故选BD．

【考点精析】解答此题的关键在于理解万有引力定律及其应用的相关知识，掌握应用万有引力定律分析天体的运动：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向；应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算．