如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两

如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两

题型:不详难度:来源:
如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常数为G.求两星球做圆周运动的周期.魔方格
答案
A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力相等.且A和B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期.
则有:mω2r=Mω2R
又由已知:r+R=L
解得:R=
m
m+M
L

r=
M
m+M
L

对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得:
GMm
L2
=m(
T
)2
M
M+m
L

化简得   T=2π


L3
G(M+m)

答:两星球做圆周运动的周期:T=2π


L3
G(M+m)
举一反三
某科幻小说中有下列一段描述.宇宙中有一球型均匀带电天体,其质量为m,半径为R.宇航员王小明乘坐飞行器,登上该天体,用质量为M,带电量为q的小球进行如下操作.第一次,让小球带负电,从距该天体表面为h的位置由静止释放,发现小球悬浮不动;第二次,让小球带正电,从相同的位置,用小型发射装置将小球以某一速度水平发射.(已知万有引力常量为G,静电力恒量为k)试根据以上信息求:
(1)该天体所带电的电性及其电量
(2)若保持小球与天体表面距离始终为h,则水平发射速度的大小为多少?
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地球质量大约是月球质量的 81 倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时,月球和地球对它的引力大小相等,该位置到地球中心和月球中心的距离之比为(  )
A.1:3B.1:9C.1:27D.9:l
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已知万有引力常量G、某行星的第一宇宙速度v,和该行星的半径R,则可以求出以下哪些物理量(  )
A.该行星表面的重力加速度g
B.该行星绕太阳转动的线速度v
C.该行星的密度ρ
D.该行星绕太阳转动的周期T
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我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示.卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视为匀速圆周运动.则(  )
A.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为


a
b
B.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为


b3
a
C.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的向心加速度之比为
a
b3
D.卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度
魔方格
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如图为哈勃望远镜拍摄的银河系中被科学家成为“罗盘座T星”系统的照片,最新观测标明“罗盘座T星”距离太阳系只有3260光年,比天文学家此前认为的距离要近得多.该系统是由一颗白矮星和它的类日伴星组成的双星系统,由于白矮星不停地吸收由类日伴星抛出的物质致使其质量不断增加,科学家预计这颗白矮星在不到1000万年的时间内会完全“爆炸”,从而变成一颗超新星,并同时放出大量的γ射线,这些γ射线到达地球后会对地球的臭氧层造成毁灭性的破坏.现假设类日伴星所释放的物质被白矮星全部吸收,并且两星间的距离在一段时间内不变,两星球的总质量不变,则下列说法正确的是(  )
A.两星间的万有引力不变
B.两星的运动周期不变
C.类日伴星的轨道半径增大
D.白矮星的轨道半径增大
魔方格
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