题目内容
经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”,“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的半径远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,两星质量质量分别为m1、m2.求:m1:m2做圆周运动的角速度(用m1、m2、G表示).
分析:双星在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动,根据牛顿第二定律分别对两恒星进行列式,来求解线速度之比、角速度之比,并得出各自的半径.
解答:解:设双星运行的角速度为ω,由于双星的周期相同,则它们的角速度也相同,则根据牛顿第二定律得:
对m1:G
=m1r1ω2 ①
对m2:G
=m2r 2ω2②
由①②可得:m1r1ω 2=m2r2ω 2
所以有:
=
又r1+r2=L
即:
r2+r2=L?r2=
L
代入②式可得:
答:圆周运动的角速度为:
.
对m1:G
m1m2 |
L2 |
对m2:G
m1m2 |
L2 |
由①②可得:m1r1ω 2=m2r2ω 2
所以有:
r1 |
r2 |
m2 |
m1 |
又r1+r2=L
即:
m2 |
m1 |
m1 |
m1+m2 |
代入②式可得:
|
答:圆周运动的角速度为:
|
点评:双星是圆周运动在万有引力运用中典型问题,关键抓住它们之间的关系:角速度和周期相同,由相互之间的万有引力提供向心力.
练习册系列答案
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经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”.“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如图,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1:m2=3:2,则可知( )
A、m1、m2做圆周运动的线速度之比为2:3 | ||
B、m1、m2做圆周运动的角速度之比为3:2 | ||
C、m1 做圆周运动的半径为
| ||
D、m2 做圆周运动的半径为
|