A. | 雙星做圓周運(yùn)動的動能均減小 | B. | 雙星做圓周運(yùn)動的半徑均增大 | ||
C. | 雙星相互間的萬有引力變大 | D. | 雙星做圓周運(yùn)動的周期均增大 |
分析 雙星做勻速圓周運(yùn)動具有相同的角速度,靠相互間的萬有引力提供向心力,應(yīng)用萬有引力定律與牛頓第二定律求出雙星的軌道半徑關(guān)系,從而確定出雙星的半徑如何變化,以及得出雙星的角速度和周期的變化.
解答 解:根據(jù)萬有引力提供向心力,雙星做勻速圓周運(yùn)動具有相同的角速度和周期,$G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}}{{L}_{\;}^{2}}={m}_{1}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{1}^{\;}={m}_{2}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{2}^{\;}$,得${m}_{1}^{\;}{r}_{1}^{\;}={m}_{2}^{\;}{r}_{2}^{\;}$,且${r}_{1}^{\;}+{r}_{2}^{\;}=L$,得${r}_{1}^{\;}=\frac{{m}_{2}^{\;}}{{m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}}L$,${r}_{2}^{\;}=\frac{{m}_{1}^{\;}}{{m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}}L$
A、根據(jù)萬有引力提供向心力,$G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}}{{L}_{\;}^{2}}={m}_{1}^{\;}\frac{{v}_{1}^{2}}{{r}_{1}^{\;}}$,即${E}_{k1}^{\;}=\frac{1}{2}{m}_{1}^{\;}{v}_{1}^{2}=G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}{r}_{1}^{\;}}{2{L}_{\;}^{2}}$=$G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{2}}{2L({m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;})}$,
同理$G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}}{{L}_{\;}^{2}}={m}_{2}^{\;}\frac{{v}_{2}^{2}}{{r}_{2}^{\;}}$,即${E}_{k2}^{\;}=\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}{v}_{2}^{2}=G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}{r}_{2}^{\;}}{2{L}_{\;}^{2}}$=$G\frac{{m}_{1}^{2}{m}_{2}^{\;}}{2L({m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;})}$,因?yàn)殡p星距離增大知雙星做圓周運(yùn)動的動能均減小,故A正確
B、根據(jù)萬有引力提供向心力,$G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}}{{L}_{\;}^{2}}={m}_{1}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{1}^{\;}={m}_{2}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{2}^{\;}$,得${m}_{1}^{\;}{r}_{1}^{\;}={m}_{2}^{\;}{r}_{2}^{\;}$,且${r}_{1}^{\;}+{r}_{2}^{\;}=L$,得${r}_{1}^{\;}=\frac{{m}_{2}^{\;}}{{m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}}L$,${r}_{2}^{\;}=\frac{{m}_{1}^{\;}}{{m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}}L$,由題意知雙星間距離增加,雙星做圓周運(yùn)動的半徑均增大,故B正確;
C、雙星間的距離在緩慢增大,根據(jù)萬有引力定律$F=G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}}{{r}_{\;}^{2}}$,知萬有引力減小,故C錯誤;
D、根據(jù)$G\frac{{m}_{1}^{\;}{m}_{2}^{\;}}{{L}_{\;}^{2}}={m}_{1}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{1}^{\;}={m}_{2}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{2}^{\;}$,得${m}_{1}^{\;}=\frac{4{π}_{\;}^{2}{r}_{2}^{\;}{L}_{\;}^{2}}{G{T}_{\;}^{2}}$,${m}_{2}^{\;}=\frac{4{π}_{\;}^{2}{r}_{1}^{\;}{L}_{\;}^{2}}{G{T}_{\;}^{2}}$,${m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;}=\frac{4{π}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{3}}{G{T}_{\;}^{2}}$,得$T=\sqrt{\frac{4{π}_{\;}^{2}{L}_{\;}^{3}}{G({m}_{1}^{\;}+{m}_{2}^{\;})}}$,因?yàn)殡p星間距離增大,雙星做圓周運(yùn)動的周期均增大,故D正確;
故選:ABD
點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道雙星靠相互間的萬有引力提供向心力,應(yīng)用萬有引力定律與牛頓第二定律即可正確解題,知道雙星的軌道半徑比等于質(zhì)量之反比
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在該過程中,物塊的運(yùn)動是加速的 | |
B. | 在該過程中,人對物塊做的功為$\frac{{m{v^2}{x^2}}}{{2({h^2}+{x^2})}}$ | |
C. | 在該過程中,人對物塊做的功為$\frac{1}{2}m{v^2}$ | |
D. | 人前進(jìn)x時,物塊的運(yùn)動速率為$\frac{vx}{{\sqrt{{x^2}+{h^2}}}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 衛(wèi)星的速度大小為$\frac{{\sqrt{2gR}}}{2}$ | B. | 衛(wèi)星的角速度大小$\sqrt{\frac{g}{8R}}$ | ||
C. | 衛(wèi)星的加速度大小為 $\frac{g}{2}$ | D. | 衛(wèi)星的運(yùn)動周期為2π$\sqrt{\frac{2R}{g}}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 兩條細(xì)繩必須等長 | |
B. | 彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平面平行 | |
C. | 拉橡皮條的細(xì)繩要稍長一些,標(biāo)記同一條細(xì)繩的方向時兩標(biāo)記點(diǎn)要適當(dāng)遠(yuǎn)一些 | |
D. | 實(shí)驗(yàn)前先把實(shí)驗(yàn)所用的兩只彈簧測力計的掛鉤相互鉤住平放在桌面上,向相反方向拉動,檢查讀數(shù)是否相同,若不同,則進(jìn)行調(diào)節(jié)使之相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | EA<EB | B. | EA>EB | C. | φA>φB | D. | φA<φB |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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