题目内容
【题目】质量分别为m和M的两个星球A和B在相互引力作用组成双星系统绕它们连线上的一点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L。已知引力常数为G。
(1)求两星球做圆周运动的周期;
(2)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为T1。但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为T2。求T2与T1两者平方之比。
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【答案】(1)
;(2)
【解析】
⑴A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力相等。
且A和B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期。
因此有
,
R+r=L,
对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得![]()
联立解得:T=
;
⑵将地月看成双星,由⑴得T1=
;
将月球看作绕地心做圆周运动,根据牛顿第二定律和万有引力定律得![]()
化简得
;
所以两种周期的平方比值为
=![]()
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