A、B两船平行逆向贴近航行，当两船首尾对齐时，从每只船上各自

更新 2022-09-03
科目物理
题型综合题
难度较易
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A、B两船平行逆向贴近航行，当两船首尾对齐时，从每只船上各自以垂直航向向另一船投去质量为50 kg的物体.这时原来质量500 kg的A船停了下来，而质量为1 000 kg的B船仍沿原方向以8.5 m/s的速度航行，求两船原来的速度.

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后来人们由此得出了重力势能E_P（今天所说的重力势能）转换为动能E_K的规律。离如今的41年前，有人根据爱因斯坦的思想，用光子作“落体”，在塔上做竖直下“抛”实验，发现在重力场中运动着的光子同样遵循③。
（1）已知光子的质量m=E_K/c²=hγ/c²，如果从高度为H的塔顶竖直向下发射的光子频率为γ₀，那么当光子到达塔底时，其频率γ变为多少？在此过程中，光子的颜色是向红端移动还是向紫端移动？
（2）如果从质量为M、半径为R的天体表面沿径向向外辐射出频率为γ₀的光子，那么该光子到达无穷远处时频率变为多少？（提示：以无穷远处为零势能点，质量为m的质点在上述天体表面的引力势能为E_P=-GMm/R）
（3）如果定义上述天体由万有引力造成的光子频率的红移量，那么请写出天体质量与半径的比（M/R）跟引力红移（z）的关系式。
（4）已知太阳的引力红移z_日=2×10^-6，半径为R_日；天狼星的伴星（一颗白矮星）的引力红移z=3×10^-4，半径为R=0.0073R_日。求这颗星的密度是太阳密度的多少倍？（要求小数点后仅保留一位有效数字）。