题目内容
【题目】天文学家将相距 较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。经观测某双星系统中两颗恒星A、B围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T。已知恒星A、B之间的距离为L , A、B的质量之比2:1,万有引力常量为G , 求:
(1)恒星A做匀速圆周运动的轨道半径RA;
(2)双星的总质量M。
【答案】
(1)
设两颗恒星的质量分别为 ,做圆周运动的半径分别为 ,角速度分别为 .根据题意有: ①
②
根据万有引力定律和牛顿定律,有 ③
④
联立以上各式解得
(2)
根据万有引力定律和牛顿定律,有 ③
联立以上各式解得 ⑤
根据解速度与周期的关系知 ⑥
联立③⑤⑥式解得
【解析】设两颗恒星的质量分别为 ,做圆周运动的半径分别为 ,角速度分别为 .根据题意有: ①
②
根据万有引力定律和牛顿定律,有 ③
④
联立以上各式解得 ⑤
根据解速度与周期的关系知 ⑥
联立③⑤⑥式解得 ⑦
【考点精析】关于本题考查的卫星问题多星系统,需要了解所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期;同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着才能得出正确答案.
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