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    用天文望远镜长期观测，人们在宇宙中发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质存在的形式和分布有了较深刻的认识，双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度都小于两星体间的距离，一般双星系统距离其它星体很远，可以当做孤立系统处理，现根据对某一双星系统的光度学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。
    （1）计算该双星系统的运动周期T计算。
    （2）若实验上观测到的运动周期为T观测，且T观测：T计算=1： (N>1)，为了解释T观测与T计算的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质，作为一种简化模型，我们假定在这两个星体边线为直径的球体内均匀分布着暗物质，而不考虑其它暗物质的影响，试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。

    （1）（2）

    解析试题分析：（1）双星绕它们的连线中点做圆周运动，由万有引力提供向心力，根据万有引力和牛顿第二定律得：

    而
    解得：。
    （2）因为，这个差异是以双星连线为直径的球体内均匀分布着的暗物质引起的，设这种暗物质质量为M′，位于两星连线中点处的质点对双星的影响相同，这时双星做圆周运动的向心力由双星的万有引力和M′对双星的万有引力提供，所以有：

    又:
    解得暗物质的质量为：
    而暗物质的体积为：
    所以暗物质的密度为：
    考点：本题考查万有引力定律的应用，涉及双星和暗物质等天体知识。

    练习册系列答案
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    （10分）A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h，已知地球半径为R，地球自转角速度ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心。

    （1）求卫星B的运动周期
    （2）如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上）则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （8分）土星上空有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别为rA＝8.0×104 km和r B＝1.2×105 km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示）
    ⑴求岩石颗粒A和B的线速度之比；
    ⑵求岩石颗粒A和B的周期之比；
    ⑶土星探测器上有一物体，在地球上重为10 N，推算出他在距土星中心3.2×105 km处受到土星的引力为0.38 N。已知地球半径为6.4×103 km，请估算土星质量是地球质量的多少倍？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (12分)中国自行研制，具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示，设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，若已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：

    ⑴地球的平均密度是多少；
    ⑵飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小；
    ⑶椭圆轨道远地点B距地面的高度。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）已知月球的质量是地球质量的，月球半径是地球半径的，在月球表面16m处让质量m=50kg的物体自由下落，（已知地球表面的重力加速度g=10m/s2）。求：
    （1）月球表面的重力加速度是多大？
    （2）物体下落到月球表面所用的时间t是多少？
    （3）月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的多少倍？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （10分）“神州六号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，忽略月球自转．如题16图飞船在轨道半径为4R的圆形轨道Ⅰ上绕月球运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动．求：

    (1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；
    (2)飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    已知：地球的质量为M，地球同步卫星的轨道半径为R，万有引力常量为G， 求：同步卫星的线速度v的表达式。

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t.

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