高中物理雙星問題?A、設(shè)體積較小的星體質(zhì)量為m1,軌道半徑為r1,體積大的星體質(zhì)量為m2,軌道半徑為r2.雙星間的距離為L.轉(zhuǎn)移的質(zhì)量為△m.則它們之間的萬有引力為F=G(m1+△m)(m2?△m) L2 ,根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知,隨著△m的增大,那么,高中物理雙星問題?一起來了解一下吧。
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問題描述:
我們知道雙星的角速度都是相等的,
但是
向心力=m1*w1*w1*r1=m1*M*G/r1^2;
w1*w1=M*G/r1^3;
同理w2*w2=M*G/r2^3;
由于r1,r2不一定相等
那雙星的角速度豈不是不相等了嗎?
還請您幫我簡要總結(jié)一下雙星中的一些物理量之間相等關(guān)系
(如w,m,r,v,T)
解析:
雙星的角速度是相等的,當(dāng)兩星的質(zhì)量不相等時(shí),它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑也不相等,但質(zhì)量、半徑必須符合一定的關(guān)系,否則就不能成為雙星。
雙星間距離L=r1+r2
萬有引力F=Gm1*m2/L^2
向心力 m1*ω1^2*r1=m2*ω2^2*r2,其中ω1=ω2
所以m1/m2=r2/r1 (軌道半徑之比與質(zhì)量是反比關(guān)系)
或 m1/r2=m2/r1 .....(1)
向心力 m1*ω1^2*r1=Gm1*m2/L^2
得ω1^2=Gm2/L^2*r1 ......(2)
(注意,不是你的w1*w1=M*G/r1^3,你的M是不是我的m2?如果是,你的分母r1^3也錯(cuò)了)
同理得ω2^2=Gm1/L^2*r2 ......(3)
這里的m1與上式的m2不同,不是你的M
將(1)式代入(2)式或(3)式,可以還原到ω1=ω2
關(guān)鍵:你的M不知是什么東西的質(zhì)量,是憑空弄出來的還是對萬有引力定律的理解上有錯(cuò)誤?
A、設(shè)體積較小的星體質(zhì)量為m1,軌道半徑為r1,體積大的星體質(zhì)量為m2,軌道半徑為r2.雙星間的距離為L.轉(zhuǎn)移的質(zhì)量為△m.則它們之間的萬有引力為F=G(m1+△m)(m2?△m) L2 ,根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知,隨著△m的增大,F(xiàn)先增大后減小.故A錯(cuò)誤. B、對m1:G(m1+△m)(m2?△m) L2 =(m1+△m)ω2r1 ① 對m2:G(m1+△m)(m2?△m) L2 =(m2-△m)ω2r2 ② 由①②得:ω=G(m1+m2) L3 ,總質(zhì)量m1+m2不變,兩者距離L不變,則角速度ω不變.故B錯(cuò)誤. C、D由②得:ω2r2=G(m1+△m) L2 ,ω、L、m1均不變,△m增大,則r2 增大,即體積較大星體圓周運(yùn)動(dòng)軌跡半徑變大.由v=ωr2得線速度v也增大.故C正確.D錯(cuò)誤.故選C
宇宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用,且他們繞其連線上的固定O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這樣的恒星,稱之為雙星系統(tǒng).
1)它們的向心力大小之比為:1:1 雙星靠相互間的萬有引力提供向心力,所以向心力相等
2)向心加速度大小之比為: m:M
3)角速度大小之比為:1:1 相互作用的吸引力為大小相等方向相反作用在同一條直線上,對于雙星各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的向心力大小相等,運(yùn)行周期相同
4)軌道半徑之比為:m:M
5)線速度之比為:m:M
6)設(shè)兩星相距為L,則質(zhì)量為M的星運(yùn)動(dòng)的線速度大小:根號下(GM2/(M+m)/L)
雙星是兩個(gè)中心天體繞一共同的圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(二者距離不變)角速度、周期相等
由GMm/L^2=mω^2rGMm/L^2=Mω^2RL=R+r
1)它們的向心力大小之比為:1:1
2)向心加速度大小之比為:m:M
3)角速度大小之比為:1:1
4)軌道半徑之比為:m:M
5)線速度之比為:m:M
6)設(shè)兩星相距為L,則質(zhì)量為M的星運(yùn)動(dòng)的線速度大小為:
GMm/L^2=MV^2/R
V=[Gm^2/(M+m)L]^1/2
望采納! 自己做的,這個(gè)考試必考
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
M m 不好分辨,我給你寫成m1 m2 這樣對應(yīng)起來
由于球距離一定,所以由F= GMm/r^2 得兩球向心力相等比為 1:1
由F=ma可得, a1:a2=M2:M1
角速度相等,故 w1:w2=1:1
過程不好打,我給你截圖
由v=wr得, V1:V2=r1:r2=m2:m1
把 軌道半徑用M和L表示出來,有
然后把w表示出來有:
以上就是高中物理雙星問題的全部內(nèi)容,但這樣的選擇參照系并不是慣性系,(在非慣性系中,物理受力會(huì)受到非慣性力的作用,雙星系統(tǒng)的非慣性系就為離心慣性力。是其于雙星系統(tǒng)的引力平衡。)如果用慣性參照系來看,兩顆星就是繞其公共質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的。