假設(shè)宇宙中存在著一些離其它恒星較遠的、有質(zhì)量相等的四顆星球組成的四星系統(tǒng),通常忽略其它星體對它們的作用.設(shè)每個星體的質(zhì)量均為m,四顆星穩(wěn)定地分布在邊長為a的正方形的四個頂點上,已知這四顆星均繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動,萬有引力常量為G.求星體做勻速圓周運動的周期.
【答案】分析:星體做勻速圓周運動的軌道半徑等于正方形對角線的一半.在四顆星組成的四星系統(tǒng)中,
其中任意一顆星受到其它三顆星對它的合力提供圓周運動的向心力,根據(jù)F=m(2r,求出星體勻速圓周運動的周期.
解答:解:由星體均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動可知,
星體做勻速圓周運動的軌道半徑r=a,
其它三個星對它的萬有引力的合力提供向心力,
由萬有引力定律和向心力公式得:
G+2Gcos45°=m(2r1,
解得:T=2πa;
答:星體做勻速圓周運動的周期是2πa
點評:知道在四顆星組成的四星系統(tǒng)中,其中任意一顆星受到其它三顆星對它的合力提供圓周運動的向心力.
萬有引力定律和牛頓第二定律是力學(xué)的重點,在本題中有些同學(xué)找不出什么力提供向心力,關(guān)鍵在于進行正確受力分析.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2004?南通二模)如圖為宇宙中有一個恒星系的示意圖.A為星系的一顆行星,它繞中央恒星O運行的軌道近似為圓.天文學(xué)家觀測得到A行星運動的軌道半徑為R0、周期為T0
(1)中央恒星O的質(zhì)量為多大?
(2)經(jīng)長期觀測發(fā)現(xiàn),A行星實際運動的軌道與圓軌道總存在一些偏離,且周期性地每隔時間t0發(fā)生一次最大的偏離.天文學(xué)家認為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A行星外側(cè)還存在著一顆未知的行星B(假設(shè)其運行軌道與A在同一水平面內(nèi),且與A的繞行方向相同),它對A行星的萬有引力引起A軌道的偏離(由于B對A的吸引而使A的周期引起的變化可以忽略)根據(jù)上述現(xiàn)象及假設(shè),試求未知行星B的運動周期T及軌道半徑R.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

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