Question

经过天文望远镜的长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识。双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离。一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。

现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者间相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。

⑴试计算该双星系统的运动周期T

⑵若实验上观测到运动周期为T′，为了解释两者的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。作为一种简化的模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着密度为ρ的暗物质，而不考虑其它暗物质的影响，并假定暗物质与星体间的相互作用同样遵守万有引力定律。试根据这一模型计算该双星系统的运动周期T′

 

Answer 1

【答案】

⑴ ⑵

【解析】

试题分析：⑴ 双星间的万有引力作为双星做圆周运动的向心力

 

⑵暗物质与一个星体对另一个形体的万有引力为该星体的向心力

 

考点：万有引力定律的应用

点评：双星系统具有相同的周期和角速度，万有引力等于它们做圆周运动的向心力。