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如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动,星球A和...

manfen5.com 满分网如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动,星球A和B两者中心之间距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常数为G.
(1)求两星球做圆周运动的周期.
(2)在地月系统中,若忽略其它星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1.但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg 和 7.35×1022kg.求T2与T1两者平方之比.(结果保留3位小数)
这是一个双星的问题,A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供各自的向心力, A和B有相同的角速度和周期,结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题. 【解析】 (1)A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力大小相等, 且A和B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期,因此有:  mω2r=Mω2R,r+R=L 连立解得:R=L,r=L 对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得:=m•L       化简得:T=2π    (2)将地月看成双星,由(1)得 T1=2π     将月球看作绕地心做圆周运动,根据牛顿第二定律和万有引力定律得:=mL     化简得:T2=2π   所以两种周期的平方比值为:===1.01 故答案为:(1)两星球做圆周运动的周期是2π;      (2)T2与T1两者平方之比为1.01.
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考点分析:
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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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(1)求卫星B的运行周期.
(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,他们再一次相距最近?
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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.
(2)由以上已知条件还可以估算出哪些物理量?(请估算两个物理量,并写出估算过程).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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