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如图所示,双星系统中的星球A、B都可视为质点,A、B绕两者连线上的O点做匀速圆周...

如图所示,双星系统中的星球A、B都可视为质点,A、B绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,A、B之间距离不变,引力常量为G,观测到A的速率为v、运行周期为T,A、B的质量分别为mA、mB
(1)求B的周期和速率.
(2)A受B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力,试求m′.(用mA、mB表示)( )

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双星系统构成的条件是双星的角速度相同,依靠它们之间的万有引力提供各自的向心力.由于两星球的加速度不同,必须采用隔离法运用牛顿定律分别对两星球研究,并通过数学变形求解. 【解析】 (1)双星是稳定的结构,故公转周期相同,故B的周期也为T. 设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2,由题意知,A、B做匀速圆周运动的角速度相同,其为ω. 由牛顿运动定律: 对A:FA=m1ω2r1 对B:FB=m2ω2r2 FA=FB 设A、B之间的距离为r,又r=r1+r2,由上述各式得: 故(其中vA=v) 解得:vB= (2)由于,故    ① 恒星AB间万有引力为:F=G; 将①式代入得到:F=      ② A受B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力,则有:      ③ 由②③联立解得:m′= 答:(1)B的周期为T,速率为. (2)A受B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力,m′为.
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考点分析:
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(1)请判断上面的结果是否正确,并说明理由.如不正确,请给出正确的解法和结果.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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