黑洞是爱因斯坦的广义相对论中预言的一种特殊天体,它的密度极大,对周围的物质有极强的吸引力,根据恩爱斯坦理论,光子是有质量

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  • 解题思路:根据距该黑洞6.0×1012m远的星体正以2.0×106m/s的速度绕它旋转,写出万有引力提供向心力的公式,求得黑洞的质量;光子到达黑洞表面最多恰能绕黑洞表面做匀速圆周运动,写出万有引力提供向心力的公式,求得黑洞的最大半径.

    对围绕黑洞做圆周运动的星体应用牛顿第二定律得[GMm

    r2=

    mv2/r]

    即  GM=v2r

    由黑洞特点可知,光子到达黑洞表面最多恰能绕黑洞表面做匀速圆周运动,对光子应用牛顿第二定律,得

    GMmc

    R2≥

    mcc2

    R

    即 R=

    GM

    c2

    所以 R=

    v2r

    c2=

    (2.0×106)2×6.0×1012

    (3.0×108)2≈3×108

    答:黑洞的最大半径为3×108m

    点评:

    本题考点: 狭义相对论;牛顿第二定律.

    考点点评: 该题结合黑洞的物理现象考查万有引力定律的应用,有较好的创新型,是一道理论联系实际的好题.