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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.
(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
练习册系列答案
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a2
T2
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G
4π2
M

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GM0m0
r0
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A.Wf=-
GMm
2
1
r1
-
1
r2
B.Wf=-
GMm
2
1
r2
-
1
r1
C.Wf=-
GMm
3
1
r1
-
1
r2
D.Wf=-
2GMm
3
1
r2
-
1
r1

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某星球的密度是地球的2倍,半径为地球的4倍,一个在地球上重500N的人,在该星球上的体重是(  )
A.250NB.1000NC.2000ND.4000N

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地球半径R=6400km
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月球表面重力加速度g′=1.56m/s2
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月球绕地球转动周期T=27.3天
光速c=2.998×105 km/s
用激光器向月球表面发射激光光束,经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号
A.s=c?
t
2
B.s=
vT
-R-r
C.s=
v2
g′
-R-r
D.s=
3
g0R2T2
4π2
-R-r

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