已知物體從地球上的逃逸速度v=，其中G、M、R分別是萬有引力常量、地球的質(zhì)量和半徑.已知G=6.67×1011 N·m2/kg2、光速c=2.99×108 m/s，求下列問題：

（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=1.98×1030 kg，求它可能的最大半徑；

（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為0.4 kg/m3，如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物體都不能脫宇宙.問宇宙的半徑至少為多大？

解析：（1）由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對應(yīng)的逃逸速度v2，對于黑洞來說，其逃逸速度大于真空中的光速，即v2＞c，所以R＜=2.93 km，即太陽成為黑洞時的最大半徑為2.93 km.

（2）把宇宙視為一普通天體，則質(zhì)量為M=ρV=，其中R為宇宙半徑，ρ為宇宙密度，則宇宙所對應(yīng)的逃逸速度為v=，由于宇宙密度使其逃逸速度大于光速，即v＞c,由以上的三個關(guān)系可得R＞=4.2×1010（光年）.

答案：（1）2.93 km  （2）4.2×1010光年

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=
2GME
RE
，其中G、ME、RE分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑．已知G=6.67×10-11 N?m2/kg2，c=2.9979×108 m/s．求下列問題：
（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=1.98×1030 kg，求它的可能最大半徑（這個半徑叫Schwarzchild半徑）
（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27 kg/m3，如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙的半徑至少多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v=，其中G、ME、RE分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑.已知G=6.67×10-11 N·m2/kg2，c=2.997 9×108 m/s.

（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫黑洞，設(shè)黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=1.98×1030 kg，求它的可能最大半徑；

（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)的物質(zhì)的平均密度為10-27 kg/m3.如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中速度c，因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙的半徑至少多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

已知物體從地球上的逃逸速度(第二宇宙速度)v2=,其中G、M、R分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑.已知G=6.67×10-11 N·m2/kg2,c=2.997 9×108 m/s.求:

(1)逃逸速度大于真空中光速c的天體叫做黑洞,設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量1.98×1030 kg.求它的可能最大半徑(這個半徑叫SchwarZchild半徑);

(2)在目前天文觀測范圍內(nèi),物質(zhì)的平均密度為10-27 kg/m3.如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣的一個均勻大球體,其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的光速c,因此任何物體都不脫離宇宙,問宇宙的半徑至少多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：

已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度），其中G、M、R分別是引力常量、地球質(zhì)量和半徑.已知G=6.67×10-11N·m2/kg2，光速c=2.997 9×108 m/s，求下列問題：（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=1.98×1030kg，求它的可能最大半徑；（2）目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27kg/m3，如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中速度，因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙半徑至少多大？

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