(2006?青浦區(qū)模擬)兩顆靠得很近的天體,離其他天體非常遙遠(yuǎn),靠相互吸引力一起以連線上某一點(diǎn)為圓心分別作圓周運(yùn)動(dòng),從而保持兩者之間的距離不變,這樣的天體稱為“雙星’.現(xiàn)測得兩星中心距離為R,運(yùn)動(dòng)周期為T,求:雙星的總質(zhì)量.
解:設(shè)雙星的質(zhì)量分別為M1、M2.它們繞其連線上的O點(diǎn)以周期T作勻速圓周運(yùn)動(dòng),由萬有引力定律及牛頓第二定律得:G
M1M2
R2
=M1(
T
)2R,G
M1M2
R2
=M2(
T
)2R
聯(lián)立解得:M1+M2=
8π2R2
GT2

上述結(jié)果是否正確?若正確,請列式證明:若錯(cuò)誤,請求出正確結(jié)果.
分析:雙星以兩者連線上某點(diǎn)為圓心,各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力由對方的萬有引力提供,而且雙星的條件是角速度相同,根據(jù)牛頓第二定律隔離兩個(gè)天體分別研究,再求雙星的總質(zhì)量.雙星之間的距離等于兩個(gè)天體的軌道半徑之和.
解答:解:解法錯(cuò)誤,兩星的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不是R,分別為x與(R-x)    
正確的解法為:G
M1M2
R2
=M1(
T
)2x

G
M1M2
R2
=M2(
T
)2(R-x)

聯(lián)立解得:M1+M2=
4π2R3
GT2

即雙星的總質(zhì)量是
4π2R3
GT2
點(diǎn)評:本題是雙星問題,與衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)模型不同,兩顆星都繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵抓住條件:周期相同.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2006?青浦區(qū)模擬)噴氣式飛機(jī)在高空飛行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴出高速氣體,使飛機(jī)受到一向前的推力.飛機(jī)在某一高度飛行時(shí),豎直方向合力為零,飛機(jī)在豎直方向除受重力外還受向上的升力,飛機(jī)所受向上的升力是由機(jī)翼上下表面的壓力差產(chǎn)生的,飛機(jī)的機(jī)翼后部裝有襟翼,調(diào)整襟翼的角度,可改變升力的大。w機(jī)飛行時(shí)還受空氣阻力,實(shí)驗(yàn)證實(shí)飛機(jī)所受空氣阻力與速度平方成正比,即 f=Kv2,K為空氣阻力系數(shù),空氣阻力系數(shù)與飛機(jī)的形狀、大小、襟翼的角度等因素有關(guān),當(dāng)飛機(jī)載重增大時(shí),所需升力也增大,調(diào)整襟翼的角度可增大升力,這時(shí)空氣阻力系數(shù)也將增大.
有一總質(zhì)量為M的噴氣式客機(jī)在上海機(jī)場升空到某一高度后水平飛向北京,升空到這一高度時(shí)客機(jī)的速度為V1,加速度為a1.經(jīng)一段時(shí)間速度變?yōu)閂2,此時(shí)的加速度為a2,再經(jīng)一段時(shí)間速度變?yōu)閂3,此時(shí)客機(jī)所受合力為零.客機(jī)加速過程中推力不變,由于客機(jī)加速過程時(shí)間較短,客機(jī)耗油量忽略不計(jì),空氣阻力系數(shù)恒為K,求:
(1)機(jī)翼上下表面的有效面積均為S,加速過程中機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差△P為多少?
(2)a1與a2的比值為多少?
(3)客機(jī)速度達(dá)V3后以這一速度勻速飛往北京,勻速飛行時(shí)客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率為P,經(jīng)時(shí)間t客機(jī)飛至北京上空時(shí)(高度未變),機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差減小為△P′.客機(jī)飛至北京上空時(shí)空氣阻力系數(shù)變大、變小、還是不變?簡要說明理由.客機(jī)從上海勻速飛至北京上空的過程中客機(jī)的耗油量為多少?克服阻力所做的功為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?青浦區(qū)模擬)A:如圖所示,一根粗細(xì)均勻一端封閉的玻璃管,注入60mm的水銀柱,水平放置時(shí)封閉端空氣柱與開口端氣柱長均為140mm.若將管緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),然后開口向下豎直插入水銀槽中,使得封閉端氣柱長133mm.外界大氣壓強(qiáng)Po=760mmHg,求水銀槽中水銀進(jìn)入玻璃管開口端的長度△h.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?青浦區(qū)模擬)將一個(gè)電動(dòng)傳感器接到計(jì)算機(jī)上,就可以測量快速變化的力,用這種方法測得某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力的大小隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,根據(jù)此圖提供的信息作出以下判斷(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?青浦區(qū)模擬)一九二三年美國物理學(xué)家邁克耳遜用旋轉(zhuǎn)棱鏡法較準(zhǔn)確的測出了光速,其過程大致如下,選擇兩個(gè)距離已經(jīng)精確測量過的山峰(距離為L),在第一個(gè)山峰上裝一個(gè)強(qiáng)光源S,由它發(fā)出的光經(jīng)過狹縫射在八面鏡的鏡面1上,被反射到放在第二個(gè)山峰的凹面鏡B上,再由凹面鏡B反射回第一個(gè)山峰,如果八面鏡靜止不動(dòng),反射回來的光就在八面鏡的另外一個(gè)面3上再次反射,經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡,進(jìn)入觀測者的眼中.(如圖所示) 如果八面鏡在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下從靜止開始由慢到快轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)八面鏡的轉(zhuǎn)速為ω時(shí),就可以在望遠(yuǎn)鏡里重新看到光源的像,那么光速等于( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?青浦區(qū)模擬)B:如圖中豎直方向的平行線表示勻強(qiáng)電場的電場線,但未標(biāo)明方向.電場中有一個(gè)帶正電荷的微粒,電量為10-5C,若該帶電微粒僅受電場力的作用,從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),動(dòng)能減少了10-3 J,則該電荷運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為虛線
b
b
.(選“a”或“b”);若M點(diǎn)的電勢為-100V,則N點(diǎn)電勢為
0
0
 V.

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