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如图为宇宙中有一个恒星系的示意图.A为星系的一颗行星,它绕中央恒星O运行的轨道近...

如图为宇宙中有一个恒星系的示意图.A为星系的一颗行星,它绕中央恒星O运行的轨道近似为圆.天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为R、周期为T
(1)中央恒星O的质量为多大?
(2)经长期观测发现,A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离,且周期性地每隔时间t发生一次最大的偏离.天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B(假设其运行轨道与A在同一水平面内,且与A的绕行方向相同),它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离(由于B对A的吸引而使A的周期引起的变化可以忽略)根据上述现象及假设,试求未知行星B的运动周期T及轨道半径R.

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研究行星绕恒星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式带有周期表达式,再根据已知量解出恒星质量;根据开普勒第三定律解得轨道半径. 【解析】 (1)设中央恒星质量为M,A行星质量为m 由万有引力提供向心力得:=     得:   (2)每隔时间t发生一次最大的偏离,说明A、B相距最近, 据题意有: 解得: 据开普勒第三定律: 得: 答:中央恒星O的质量为;未知行星B的运动周期,及轨道半径.
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考点分析:
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(2)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图1所示.已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m=7.5g,所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz.其实验步骤是:
A.按图1中所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复B~D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答以下问题:
①按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?______(填“是”或“否”).
②实验中打出的一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=______m∕s2
③某同学将有关数据填入他所设计的表格中,并根据表中的数据画出a-F图象(如图3).造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是______,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是______,其大小是______
次数12345
砝码盘中砝码的质量m/g1020304050
砝码盘中砝码的重力G/N0.100.200.290.390.49
小车的加速度a/m•0.771.441.842.382.75
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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