18.如圖所示,α星和β星組成的雙星系統(tǒng)的“晃動(dòng)”周期為T(實(shí)際是環(huán)繞運(yùn)動(dòng),不過(guò)人們往往只能看到它們?cè)诨蝿?dòng)),α星的晃動(dòng)范圍為Dα,β星的晃動(dòng)范圍為Dβ,試求α星和β星的質(zhì)量.

分析 這是一個(gè)雙星的問(wèn)題,兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們之間的萬(wàn)有引力提供各自的向心力,兩顆恒星有相同的角速度和周期,結(jié)合牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律解決問(wèn)題.

解答 解:由圖知α星的軌道半徑${r}_{α}^{\;}=\frac{{D}_{α}^{\;}}{2}$;β星的軌道半徑${r}_{β}^{\;}=\frac{{D}_{β}^{\;}}{2}$,α星和β星之間的距離為$L={r}_{α}^{\;}+{r}_{β}^{\;}=\frac{{D}_{α}^{\;}+{D}_{β}^{\;}}{2}$
根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力$G\frac{{m}_{α}^{\;}{m}_{β}^{\;}}{{L}_{\;}^{2}}={m}_{α}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{α}^{\;}={m}_{β}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{β}^{\;}$
解得:${m}_{α}^{\;}=\frac{4{π}_{\;}^{2}{r}_{β}^{\;}}{G{T}_{\;}^{2}}{L}_{\;}^{2}$=$\frac{{π}_{\;}^{2}{D}_{β}^{\;}({D}_{α}^{\;}+{D}_{β}^{\;})_{\;}^{2}}{2G{T}_{\;}^{2}}$
${m}_{β}^{\;}=\frac{{π}_{\;}^{2}{D}_{α}^{\;}({D}_{α}^{\;}+{D}_{β}^{\;})_{\;}^{2}}{2G{T}_{\;}^{2}}$
答:α星的質(zhì)量為$\frac{{π}_{\;}^{2}{D}_{β}^{\;}({D}_{α}^{\;}+{D}_{β}^{\;})_{\;}^{2}}{2G{T}_{\;}^{2}}$,β星的質(zhì)量為$\frac{{π}_{\;}^{2}{D}_{α}^{\;}({D}_{α}^{\;}+{D}_{β}^{\;})_{\;}^{2}}{2G{T}_{\;}^{2}}$

點(diǎn)評(píng) 本題是雙星問(wèn)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:相同的角速度和周期.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.質(zhì)量為M=160kg的小船以速度v0=6m/s行駛,船上有兩個(gè)質(zhì)量皆為m=40kg的小孩a和b,分別靜止站在船頭和船尾.現(xiàn)在小孩a沿水平方向以速率v(相對(duì)于靜止水面)向前躍入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相對(duì)于靜止水面)向后躍入水中.求小孩b躍出后小船的速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

9.質(zhì)量為m=1kg的物塊放在粗糙水平面上,在水平拉力F的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),物塊動(dòng)能Ek與其發(fā)生位移x之間的關(guān)系如圖所示,圖線在x=3m處的切線交橫軸于x=2.5m處,已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.重力加速度g取10m/s2,則關(guān)于物塊前3m的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力越來(lái)越大B.最大速度為4m/s
C.x=3m時(shí)物塊的加速度大小為8m/s2D.在前3m拉力做功為2J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

6.在光滑的水平面上靜止一質(zhì)量為M的木塊,一質(zhì)量為m的子彈以水平初速度v0擊中木塊并留在木塊中.設(shè)打擊過(guò)程中子彈與木塊間的摩擦力為f.
(1)描述子彈與木塊的運(yùn)動(dòng)情況,描繪速度時(shí)間圖象;
(2)子彈與木塊共同前進(jìn)的速度;
(3)木塊增加的動(dòng)能;打擊過(guò)程中木塊前進(jìn)的距離;
(4)子彈減少的動(dòng)能;
(5)系統(tǒng)減少的動(dòng)能;
(6)打擊過(guò)程中產(chǎn)生的熱量;子彈打進(jìn)木塊的深度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.如圖是一個(gè)橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面,一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線兩端分別系物體A、B,且mA=2mB=2m.從圖示位置由靜止開始釋放A物體,當(dāng)物體B到達(dá)半圓頂點(diǎn)時(shí).
(1)B球的速度;
(2)這一過(guò)程中對(duì)物體B所做的功.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.從空中正在上升的氫氣球上脫落一個(gè)物體,該物體先向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),升至最高點(diǎn)后再向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),脫離氫氣球后的物體在以后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,不計(jì)其所受的空氣阻力.則下圖所示的四幅圖中能夠正確表示這一過(guò)程的是(取豎直向上為正向)( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

10.一足夠大的傾角為37°的斜面體放置在水平地面上.一小物塊的質(zhì)量為0.2kg,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)若物塊在斜面體上靜止.求物塊所受摩擦力的大小.
(2)若斜面光滑,且物塊與斜面體保持相對(duì)靜止向右做勻加速運(yùn)動(dòng),求加速度大小.
(3)在滿足(2)問(wèn)的條件下,當(dāng)整體的速度達(dá)到v=4m/s時(shí),斜面體突然停止運(yùn)動(dòng),物塊剛好落到斜面底角處,求物塊原來(lái)所處的高度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.下列說(shuō)法中,正確的是(  )
A.無(wú)論在什么情況下,只要閉合電路中有磁通量,電路中就一定產(chǎn)生感應(yīng)電流
B.閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
C.閉合電路中的一部分導(dǎo)體平行于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流
D.閉合電路中的--部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為W;當(dāng)用2條、3條、4條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次、第4次…實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為2W、3W、4W…每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的最大速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打出的紙帶測(cè)出.

(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是CD.
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用干電池供電
B.實(shí)驗(yàn)儀器安裝時(shí),可以不平衡摩擦力
C.每次實(shí)驗(yàn)小車必須從同一位置由靜止彈出
D.利用每次測(cè)出的小車最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3,W2-vm、W3-vm…的圖象,得出合力做功與物體速度變化的關(guān)系.
(2)如圖2所示,給出了某次實(shí)驗(yàn)打出的紙帶,從中截取了測(cè)量小車最大速度所用的一段紙帶,測(cè)得A、B、C、D、E相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為AB=1.48cm,BC=1.60cm,CD=1.62cm,DE=1.62cm;已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,則小車獲得的最大速度vm=0.81m/s.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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