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    据新科学家杂志报道，美国亚利桑那大学的天文学家小组，用「钱德拉」X射线天文望远镜，观测了距太阳系1亿光年处船底座两个星系团的碰撞、融合的过程．星系碰撞融合后形成了气态云团，然而科学家们却发现融合后的重力场的中心并不在气态云团（物质）中，这表明重力的来源另有其因，那就是“暗物质“．而科学家观测发现的，恰恰是引力场与物质的分离．这直接表明了暗物质的存在．科学家们还解释了物质同暗物质相互 剥离的原因：碰撞的冲击效应是原子之间的电磁力，而这种力只能对物质起到拉扯作用，使其位置移动．而电磁力对于暗物质是不起作用的，因为暗物质只通过万有引力同其他物质发生作用．这就造成了物质同暗物质分离的现象，也给科学家们提供了一个获得“暗物质“直接证据的难得机会．若船底座两个星系团的物质质量分别是M1、M2，（其中只有M2星系团含有暗物质） M1是以速度V1与M2碰撞，后融合后形成的气态云团质量M1+M2，速度是V，（所有速度都在一条直线上，碰撞的短时间内，万有引力冲量效果可忽略，万有引力常量为G）则：
    ①求碰后这暗物质的漂移速度；
    ②假设暗物质的质量是M，有一组小行星环绕这一球状暗物质旋转，小行星的最小公转周期是T，则这一暗物质的密度至少是多少．
    分析：（1）暗物质与M2碰撞前速度相等，碰撞后脱离，由于无碰撞的电磁力作用，此间万有引力可忽略，则暗物质维持原来的速度不变，而M 1和M 2动量守恒．代入数据即可求得；
    （2）小行星环绕这一球状暗物质旋转，则暗物质的半径一定小于小行星的最小轨道半径，万有引力提供向心力．写出公式即可．
    解答：解：暗物质与M2碰撞前速度相等，碰撞后脱离，由于无碰撞的电磁力作用，此间万有引力可忽略，则暗物质维持原来的速度不变，而M 1和M 2动量守恒：
    M1v1+M2v2=（M1+M2）v
    解得：v2=
    (M1+M2)v-M1v1
    M2

    （2）小行星环绕这一球状暗物质旋转，则暗物质的半径一定小于小行星的最小轨道半径，万有引力提供向心力：
    GMm
    r2
    =m
    4π2r
    T2

    M=ρV=ρ?
    4
    3
    πr3
    整理得：ρ≥
    3π
    GT2

    答：（1）碰后这暗物质的漂移速度是v2=
    (M1+M2)v-M1v1
    M2
    ；
    （2）则这一暗物质的密度至少是
    3π
    GT2
    ．
    点评：应用万有引力定律解决天体运动时，要建立模型，知道旋转天体的轨道半径和周期，可求出中心天体的质量．
    练习册系列答案
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    北京时间 2010年3月10日消息，据《新科学家》杂志网站报道，一部红外太空望远镜发现了多个非常暗淡的小行星隐藏在地球轨道附近．由于它们发出的可见光非常微弱，而且轨道倾斜，因此躲过了其他一些探测器的搜寻．在最初六周的观测中，广域红外探测器已经发现了16个先前未知的小行星，更令人担忧的是，这些小行星的轨道靠近地球轨道．假设某小行星与地球同在一个轨道上，则小行星与地球（　　）
    A．向心加速度大小相等
    B．受到太阳的万有引力大小相等
    C．绕太阳运动的周期相等
    D．小行星运动一个周期过程中万有引力做功为正功

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    科目：高中物理 来源：2011年湖南省株洲市高考物理一模试卷（解析版） 题型：选择题

    北京时间 2010年3月10日消息，据《新科学家》杂志网站报道，一部红外太空望远镜发现了多个非常暗淡的小行星隐藏在地球轨道附近．由于它们发出的可见光非常微弱，而且轨道倾斜，因此躲过了其他一些探测器的搜寻．在最初六周的观测中，广域红外探测器已经发现了16个先前未知的小行星，更令人担忧的是，这些小行星的轨道靠近地球轨道．假设某小行星与地球同在一个轨道上，则小行星与地球（ ）
    A．向心加速度大小相等
    B．受到太阳的万有引力大小相等
    C．绕太阳运动的周期相等
    D．小行星运动一个周期过程中万有引力做功为正功

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    北京时间 2010年3月10日消息，据《新科学家》杂志网站报道，一部红外太空望远镜发现了多个非常暗淡的小行星隐藏在地球轨道附近。由于它们发出的可见光非常微弱，而且轨道倾斜，因此躲过了其他一些探测器的搜寻。在最初六周的观测中，广域红外探测器已经发现了16个先前未知的小行星，更令人担忧的是，这些小行星的轨道靠近地球轨道。假设某小行星与地球同在一个轨道上，则小行星与地球(     )

    A．向心加速度大小相等 

    B．受到太阳的万有引力大小相等

    C．绕太阳运动的周期相等

    D．小行星运动一个周期过程中万有引力做功为正功

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