内容正文:
§7.5.3 多星问题
《万有引力与宇宙航行》
(2)双星问题的特点:
①两星围绕它们之间连线上的某一点做匀速圆周运动,两星的运行周期、角速度相同.
②两星的向心力大小相等,由它们间的万有引力提供.
③两星的轨道半径之和等于两星之间的距离,即 r1+r2=L.
(3)双星问题的处理方法:双星间的万有引力提供了它们做圆周运动的向心力,
(一).双星模型
(1)如图5所示,宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球,它们离其他星球都较远,其他星球对它们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下,它们将围绕其连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动,通常,我们把这样的两个星球称为“双星”.
多星模型
思考:
1.若在双星模型中,图中L、m1、m2、G为已知量,双星运动的周期如何表示?
2.若双星运动的周期为T,双星之间的距离为L,G已知,双星的总质量如何表示?
(二).三星模型
(三).四星模型
例1.(多选)如图所示,甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星, 甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行.若三颗星质量均为M,万有引力常量为G,则( )
B. 乙星所受合外力为
D. 甲星和丙星的角速度相同
A. 甲星所受合外力为
C. 甲星和丙星的线速度相同
ACD
例2.我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S1和S2构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T,S1到C点的距离为r1,S1和S2的距离为r,已知引力常量为G.由此可求出S2的质量为( )
B.
A.
C.
D.
D
B
“THANKS”
即=m1ω2r1,G=m2ω2r2.
甲
(1)如图甲所示,三颗质量相等的行星,一颗行星位于中心位置不动,另外两颗行星围绕它做圆周运动。这三颗行星始终位于同一直线上,中心行星受力平衡。运转的行星由其余两颗行星的引力提供向心力:eq \f(Gm2,r2)+eq \f(Gm2,2r2)=ma。
两行星转动的方向相同,周期