题目内容
20.美国宇航局利用开普勒太空望远镜发现了一个新的双星系统,命名为“开普勒-47”,该系统位于天鹅座内,距离地球大约5000光年.这一新的系统有一对互相围绕运行的恒星,运行周期为T,其中一颗大恒星的质量为M,另一颗小恒星质量只有大恒星质量的三分之一.已知引力常量为G,则下列判断正确的是( )| A. | 两颗恒星的转动半径之比为1:1 | B. | 两颗恒星的转动半径之比为1:2 | ||
| C. | 两颗恒星相距$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{3{π}^{2}}}$ | D. | 两颗恒星相距$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$ |
分析 地球和“开普勒-47”公转的向心力均由万有引力提供,根据牛顿第二定律列式求解出周期和向的表达式进行分析即可.
解答 解:AB、令两恒星的转动半径分别为r1和r2,两恒星间的距离为L=r1+r2据
$G\frac{mM}{{L}^{2}}=M{{r}_{1}ω}^{2}=m{r}_{2}{ω}^{2}$
可得$\frac{{r}_{1}}{{r}_{2}}=\frac{m}{M}$=$\frac{1}{3}$,故AB均错误;
CD、由AB分析知,r2=3r1
因为r1+r2=L
所以可得${r}_{1}=\frac{L}{4}$
据万有引力提供向心力有:$G\frac{mM}{{L}^{2}}=M{r}_{1}\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$
代入数据可解得:L=$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$,故C错误,D正确.
故选:D.
点评 本题是双星问题,与卫星绕地球运动模型不同,两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动,关键抓住条件:相同的角速度和周期.
练习册系列答案
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8.一带电小球由空中某点A无初速度地自由下落,在t秒末速度大小为v1,同时立即加上竖直方向且范围足够大的匀强电场,再经过2t秒小球又回到A点,且速度大小为v2.整个过程中不计空气阻力且小球从未落地,则( )
| A. | v1=v2 | B. | 2v1=v2 | C. | 3v1=2v2 | D. | 5v1=3v2 |
5.
已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示),以此时为t=0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系,如图乙所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向),已知传送带的速度保持不变,g取10m/s2.则下列判断正确的是( )
| A. | 0~t1内,物块对传送带做正功 | |
| B. | t1~t2内,物块的机械能增大 | |
| C. | t2以后,物块的机械能守恒 | |
| D. | 物块与传送带之间的动摩擦因数为μ,则μ>tanθ |
10.
如图所示,水平放置的传送带足够长,它以恒定速率v顺时针运行,一小物体以水平向右的初速度v0滑上A端,物体与传送带间的动摩擦因数为μ.以下说法正确的是( )
| A. | 如果v0=v,物体受到静摩擦力的作用 | |
| B. | 如果v0<v,物体受向右的滑动摩擦力作用直到匀速运动 | |
| C. | 如果v0>v,物体将先减速运动再匀速运动 | |
| D. | 如果v0<v,物体将先减速运动再匀速运动 |
11.
一物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A经B运动到C,经历的时间为t,如图所示,则它的平均速度和平均速率分别是( )
| A. | $\frac{2(R+r)}{t}$;$\frac{π(R+r)}{t}$ | B. | $\frac{2(R+r)}{t}$,向东;$\frac{2(R+r)}{t}$ | ||
| C. | $\frac{2(R+r)}{t}$,向东;$\frac{π(R+r)}{t}$,向东 | D. | $\frac{2(R+r)}{t}$,向东;$\frac{π(R+r)}{t}$ |