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5.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形体之间的距离,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,质量之比为m1:m2=3:2.则可知(  )
A.m1、m2做圆周运动的角速度之比为2:3
B.m1、m2做圆周运动的线速度之比为3:2
C.m1做圆周运动的半径为$\frac{2}{5}$L
D.m1、m2做圆周运动的向心力大小不相等

分析 根据双星系统的特点,转动过程中周期相同则角速度一样,由相互的万有引力提供向心力知向心力相同,由F=mw2r可得m1和m2的半径比值r1:r2=2:3,又根据角速度和线速度的关系v=w2r知角速度相同,线速度与半径成正比,即可得出线速度之比.

解答 解:A、根据双星系统的特点,转动过程中周期相同,则角速度相同,故A错误;
D、万有引力提供向心力,根据牛顿第三定律,m1、m2做圆周运动的向心力大小相等,故D错误;
C、由万有引力充当向心力,向心力也相同,由F=mw2r可得m1和m2的半径比值r1:r2=2:3,所以m1的转动半径为$\frac{2}{5}L$,故C正确;
B、由v=wr知角速度相同,线速度与半径成正比,所以A、B做圆周运动的线速度之比为 2:3,故B错误;
故选:C

点评 这道题充分体现了利用双星系统的特点来解题的思路.
双星特点:1.绕同一中心转动的角速度和周期相同.2.由相互作用力充当向心力,向心力相同.

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