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宇宙中两个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,而不致因万有引力的作用吸引到一起.设二者质量分别为m1和m2,二者相距L,万有引力常数为G,
(1)试证明它们的轨道半径之比、线速度之比都与它们的质量成反比;
(2)试写出它们的角速度的表达式.
分析:“双星”围绕它们连线上的同一点为圆心做匀速圆周运动,运动过程中两者的周期、角速度相同,由对方的万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律分别对两星进行列方程求解.
解答:解:(1)根据万有引力提供向心力得:
Gm1m2
L2
=m1R1ω2

Gm1m2
L2
=m2R2ω2

R1
R2
=
m2
m1

又∵v=ωR
v1
v2
=
m2
m1

(2)由
Gm1m2
L2
=m1R1ω2
Gm1m2
L2
=m2R2ω2

且R1+R2=L
ω=
G(m1+m2)
L3

答:(1)它们的轨道半径之比、线速度之比都与它们的质量成反比,证明如上;
(2)它们的角速度的表达式是ω=
G(m1+m2)
L3
点评:“双星”是万有引力部分常见的题型,关键抓住“双星”的条件:角速度相同、周期相同,采用隔离法由牛顿第二定律研究.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕二球心连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动.根据宇宙大爆炸理论.双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

宇宙中两个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,而不致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、线速度之比都与它们的质量成反比;

②设二者质量分别为m1和m2,二者相距L,试写出它们的角速度的表达式。

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科目:高中物理 来源: 题型:

宇宙中两个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,而不致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、线速度之比都与它们的质量成反比;

②设二者质量分别为m1和m2,二者相距L,试写出它们的角速度的表达式。

 

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

 [河北省石家庄市2013届高三第一次模拟考试理科综合物理试题]宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕两球心连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论,双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法正确的是(   )

A.双星相互间的万有引力不变

B.双星做圆周运动的角速度均增大

C.双星做圆周运动的动能均减小

D.双星做圆周运动的半径均增大

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