题目内容

(2009?奉贤区一模)宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统.其中有一种三星系统如图所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点上,若已知两颗星的距离均为R,如果忽略其它星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕其中心O做匀速圆周运动,周期为T.则每颗星做圆周运动的线速度为
2
43
πR
3T
2
43
πR
3T
,每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量
有关
有关
.(填“有关”或“无关”)
分析:先写出任意两个星星之间的万有引力,求每一颗星星受到的合力,该合力提供它们的向心力.
然后用R表达出它们的轨道半径,最后写出用周期和线速度表达的向心力的公式,整理即可的出结果.
解答:解:任意两个星星之间的万有引力F=
Gm2
R2

每一颗星星受到的合力,F1=
3
F=
3
Gm2
R2

由几何关系知:它们的轨道半径r=
3
3
R

合力提供它们的向心力:
3
Gm2
R2
=
m?4π2r
T2

3
Gm2
R2
=
mv2
r
 ③
联立①②③,解得:v=
2
43
πR
3T

又合力提供它们的向心力:
3
Gm2
R2
=ma

解得:a=
3
Gm
R2
,故加速度与它们的质量有关.
故答案为:
2
43
πR
3T
,有关
点评:解决该题首先要理解模型所提供的情景,然后能够列出合力提供向心力的公式,才能正确解答题目.
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