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天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系...

天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G

 

【解析】 设两颗恒星的质量分别为m1、m2,做圆周运动的半径分别为r1、r2,角速度分别为w1,w2.根据题意有 w1=w2 ① (1分) r1+r2=r ② (1分) 根据万有引力定律和牛顿定律,有 G③ (3分) G④ (3分) 联立以上各式解得 ⑤ (2分) 根据解速度与周期的关系知 ⑥ (2分) 联立③⑤⑥式解得 (3分) 本题考查天体运动中的双星问题,两星球间的相互作用力提供向心力,周期和角速度相同,由万有引力提供向心力列式求解  
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考点分析:
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地球的质量M=5.98×1024kg,地球半径R=6370km,引力常量G=6.67×1011N·m2/kg2,一颗绕地做圆周运动的卫星环绕速度为v=2100m/s,求:

1)用题中的已知量表示此卫星距地面高度h的表达式

2)此高度的数值为多少?(保留3位有效数字)

 

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美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在,证实了GW150914是两个黑洞并合的事件。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍,假设这两个黑洞,绕它们连线上的某点做圆周运动,且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响,则关于这两个黑洞的运动,下列说法正确的是(    )

A. 甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比为36:29

B. 甲、乙两个黑洞运行的角速度大小始终相等

C. 随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小,它们运行的周期也在减小

D. 甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等

 

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一球形行星对其周围物体的万有引力使物体产生的加速度用a表示,物体到球形行星表面的距离用h表示,ah变化的图象如图所示,图中a1、h1、a2、h2及万有引力常量G均为己知.根据以上数据可以计算出(    )

A. 该行星的半径    B. 该行星的质量

C. 该行星的自转周期    D. 该行星同步卫星离行星表面的高度

 

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如图所示,A为地球同步卫星,B为运行轨道比A低的一颗卫星,C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体,两颗卫星及物体C的质量都相同,关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较,下列关系式正确的是(    )

A.vB>vA>vC B.

C.FB>FA>FC D.TA=TC>TB

 

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为相距遥远的两颗行星,距各自表面相同高度处各有一颗卫星做匀速圆周运动,图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a,横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方,两条曲线分别表示 周围的ar2 的反比关系,它们左端点横坐标相同,则

A. 的平均密度比 的大

B. 的第一宇宙速度比 的小

C. 的向心加速度比 的大

D. 的公转周期比 的大

 

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