题目内容

宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,而不至因万有引力的作用吸引到一起.(1)试证明它们的轨道半径之比、线速度之比都等于质量之反比.(2)设二者的质量分别为,二者相距L,试写出它们角速度的表达式.

答案:略
解析:

  要保持两天体间距离L不变,二者做圆周运动的角速度ω必须相同.设二者圆轨迹的圆心为O,圆半径分别为,如图所示.

(1)对两天体,分别由万有引力定律得①;②.所以.因为,所以

(2)由①式得,由②式得,代入上式并化简,得

  关于“双星”问题及类似“双星”问题,要抓住角速度相等的特点.“双星”做圆周运动的向心力是它们间的万有引力,即它们的向心力大小相同.还应注意,“双星”做圆周运动的圆心是它们连线上的一点,它们的圆轨道半径之和等于它们之间的距离.


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