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.