满分5 > 高中物理试题 >

经过天文望远镜的长期观测,人们在宇宙中已经发现了许多双星系统,通过对它们的研究,...

经过天文望远镜的长期观测,人们在宇宙中已经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的存在形式和分布情况有了较深刻的认识.双星系统由两个星体构成,其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离.一般双星系统距离其他星体很远,可以当作孤立系统处理.现根据对某一双星系统的光学测量确定,该双星系统中每个星体的质量都是M,两者间相距2L,它们正围绕两者连线的中点做圆周运动.已知引力常量为G,则:
(1)试计算该双星系统的运动周期T;
(2)若实验上观测到运动周期为T′,为了解释两者的不同,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.作为一种简化的模型,我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着密度为ρ的暗物质,而不考虑其它暗物质的影响,并假定暗物质与星体间的相互作用同样遵守万有引力定律.试根据这一模型计算该双星系统的运动周期T′.
(1)双星绕两者连线的中点做圆周运动,由相互之间万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律求解运动周期. (2)假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着暗物质,由暗物质对双星的作用与双星之间的万有引力的合力提供双星的向心力,再由牛顿第二定律求解周期T′. 【解析】 (1)以双星系统中任一星球为研究对象,根据牛顿第二定律得    G=M 得到 T=4πL (2)设暗物质的总质量为m,由牛顿第二定律得      G+G=M 又m=ρ 代入解得     T′=4πL 答:(1)该双星系统的运动周期T=4πL;     (2)根据暗物质模型计算出该双星系统的运动周期T′=4πL.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经过3.0s落到斜坡上的A点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=37°,运动员的质量m=50kg.不计空气阻力.(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g取10m/s2)求:
(1)A点与O点的距离L;
(2)运动员离开O点时的速度大小;
(3)运动员落到A点时的动能.

manfen5.com 满分网 查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,一根光滑的绝缘斜槽连接一个竖放置的半径为R=0.50m的圆形绝缘光滑槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感应强度B=0.50T.有一个质量m=0.10g,带电量为q=+1.6×10-3C的小球在斜轨道上某位置由静止自由下滑,若小球恰好能通过最高点,则下列说法中正确的是(重力加速度取10m/s2   
A.小球在最高点只受到洛伦兹力和重力的作用
B.小球从初始静止到达最高点的过程中机械能守恒
C.若小球到最高点的线速度为v,小球在最高点时的关系式mg+qvb=mmanfen5.com 满分网成立
D.小球滑下初位置离轨道最低点为h=manfen5.com 满分网m. 查看答案
manfen5.com 满分网如图所示是骨折病人的牵引装置示意图,绳的一端固定,绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物,与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚,整个装置在同一竖直平面内.为了使脚所受的拉力增大,可采取的方法是   
A.只增加绳的长度
B.只增加重物的质量
C.只将病人的脚向左移动
D.只将两定滑轮的间距变大. 查看答案
manfen5.com 满分网质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C
点,绳长分别为la、lb如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度
ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直
方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时轻杆停止转动,则   
A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动
B.在绳b被烧断瞬间,a绳中张力突然增大
C.若角速度ω较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动
D.绳b未被烧断的时绳a的拉力大于mg,绳b的拉力为mω2lb查看答案
manfen5.com 满分网如图所示,一个质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v水平抛出,在小球经过的竖直平面内,存在着若干个如图所示的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区,两区域相互间隔,竖直高度相等,电场区水平方向无限延长,已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上,不计空气阻力,下列说法正确的是   
A.小球在水平方向一直做匀速直线运动
B.若场强大小等于manfen5.com 满分网,则小球经过每一电场区的时间均相同
C.若场强大小等于manfen5.com 满分网,则小球经过每一电场区的时间均相同
D.若场强大小等于manfen5.com 满分网,则小球经过每一无电场区的时间均相同. 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.