高中物理双星问题?A、设体积较小的星体质量为m1,轨道半径为r1,体积大的星体质量为m2,轨道半径为r2.双星间的距离为L.转移的质量为△m.则它们之间的万有引力为F=G(m1+△m)(m2?△m) L2 ,根据数学知识得知,随着△m的增大,那么,高中物理双星问题?一起来了解一下吧。
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问题描述:
我们知道双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
那双星的角速度岂不是不相等了吗?
还请您帮我简要总结一下双星中的一些物理量之间相等关系
(如w,m,r,v,T)
解析:
双星的角速度是相等的,当两星的质量不相等时,它们做圆周运动的半径也不相等,但质量、半径必须符合一定的关系,否则就不能成为双星。
双星间距离L=r1+r2
万有引力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 (轨道半径之比与质量是反比关系)
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也错了)
同理得ω2^2=Gm1/L^2*r2 ......(3)
这里的m1与上式的m2不同,不是你的M
将(1)式代入(2)式或(3)式,可以还原到ω1=ω2
关键:你的M不知是什么东西的质量,是凭空弄出来的还是对万有引力定律的理解上有错误?
A、设体积较小的星体质量为m1,轨道半径为r1,体积大的星体质量为m2,轨道半径为r2.双星间的距离为L.转移的质量为△m.则它们之间的万有引力为F=G(m1+△m)(m2?△m) L2 ,根据数学知识得知,随着△m的增大,F先增大后减小.故A错误. B、对m1:G(m1+△m)(m2?△m) L2 =(m1+△m)ω2r1 ① 对m2:G(m1+△m)(m2?△m) L2 =(m2-△m)ω2r2 ② 由①②得:ω=G(m1+m2) L3 ,总质量m1+m2不变,两者距离L不变,则角速度ω不变.故B错误. C、D由②得:ω2r2=G(m1+△m) L2 ,ω、L、m1均不变,△m增大,则r2 增大,即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大.由v=ωr2得线速度v也增大.故C正确.D错误.故选C
宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用,且他们绕其连线上的固定O点做匀速圆周运动,这样的恒星,称之为双星系统.
1)它们的向心力大小之比为:1:1 双星靠相互间的万有引力提供向心力,所以向心力相等
2)向心加速度大小之比为: m:M
3)角速度大小之比为:1:1 相互作用的吸引力为大小相等方向相反作用在同一条直线上,对于双星各自做匀速圆周运动,它们的向心力大小相等,运行周期相同
4)轨道半径之比为:m:M
5)线速度之比为:m:M
6)设两星相距为L,则质量为M的星运动的线速度大小:根号下(GM²/(M+m)/L)
双星是两个中心天体绕一共同的圆心做匀速圆周运动(二者距离不变)角速度、周期相等
由GMm/L^2=mω^2rGMm/L^2=Mω^2RL=R+r
1)它们的向心力大小之比为:1:1
2)向心加速度大小之比为:m:M
3)角速度大小之比为:1:1
4)轨道半径之比为:m:M
5)线速度之比为:m:M
6)设两星相距为L,则质量为M的星运动的线速度大小为:
GMm/L^2=MV^2/R
V=[Gm^2/(M+m)L]^1/2
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双星以两者连线上某点为圆心,各自做匀速圆周运动,向心力由对方的万有引力提供,而且双星的条件是角速度相同
M m 不好分辨,我给你写成m1 m2 这样对应起来
由于球距离一定,所以由F= GMm/r^2 得两球向心力相等比为 1:1
由F=ma可得, a1:a2=M2:M1
角速度相等,故 w1:w2=1:1
过程不好打,我给你截图
由v=wr得, V1:V2=r1:r2=m2:m1
把 轨道半径用M和L表示出来,有
然后把w表示出来有:
以上就是高中物理双星问题的全部内容,但这样的选择参照系并不是惯性系,(在非惯性系中,物理受力会受到非惯性力的作用,双星系统的非惯性系就为离心惯性力。是其于双星系统的引力平衡。)如果用惯性参照系来看,两颗星就是绕其公共质心转动的。