宇宙中兩個相距較近的天體稱為“雙星”，它們以二者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動，而不致因萬有引力的作用吸引到一起．設(shè)二者質(zhì)量分別為m1和m2，二者相距L，萬有引力常數(shù)為G，
（1）試證明它們的軌道半徑之比、線速度之比都與它們的質(zhì)量成反比；
（2）試寫出它們的角速度的表達(dá)式．
（1）根據(jù)萬有引力提供向心力得：
Gm1m2
L2
=m1R1ω2
Gm1m2
L2
=m2R2ω2
得
R1
R2
=
m2
m1

又∵v=ωR
∴
v1
v2
=
m2
m1

（2）由
Gm1m2
L2
=m1R1ω2和
Gm1m2
L2
=m2R2ω2
且R1+R2=L
得ω=
G(m1+m2)
L3

答：（1）它們的軌道半徑之比、線速度之比都與它們的質(zhì)量成反比，證明如上；
（2）它們的角速度的表達(dá)式是ω=
G(m1+m2)
L3
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

“神舟”七號飛船的成功發(fā)射為我國在2010年實(shí)現(xiàn)探月計劃--“嫦娥工程”獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)．假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道運(yùn)行．萬有引力常量為G，求：
（1）月球的質(zhì)量M；
（2）月球的第一宇宙速度v；
（3）飛船在圓形軌道繞月球運(yùn)行一周所需的時間T．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

登月艙在離月球表面112km的高空繞月球運(yùn)行，運(yùn)行周期為120.5min，已知月球半徑為1.7×103km，試估算月球的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

開普勒行星運(yùn)動第三定律指出：行星繞太陽運(yùn)動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即
a2
T2
=K，k是一個對所有行星都相同的常量．將行星繞太陽的運(yùn)動按圓周運(yùn)動處理，請你證明太陽系中該常量的表達(dá)式為（已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M太）：k=
G
4π2
M太．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

物體在萬有引力場中具有的勢能叫做引力勢能．取兩物體相距無窮遠(yuǎn)時的引力勢能為零，一個質(zhì)量為m0的質(zhì)點(diǎn)距離質(zhì)量為M0的引力源中心為r0時．其引力勢能Ep=-
GM0m0
r0
（式中G為引力常數(shù)），一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星以圓形軌道環(huán)繞地球飛行，已知地球的質(zhì)量為M，由于受高空稀薄空氣的阻力作用．衛(wèi)星的圓軌道半徑從r1逐漸減小到r2．若在這個過程中空氣阻力做功為Wf，則在下面給出的Wf的四個表達(dá)式中正確的是（　�。�
A．Wf=-
GMm
2
（
1
r1
-
1
r2
）		B．Wf=-
GMm
2
（
1
r2
-
1
r1
）
C．Wf=-
GMm
3
（
1
r1
-
1
r2
）		D．Wf=-
2GMm
3
（
1
r2
-
1
r1
）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

某星球的密度是地球的2倍，半徑為地球的4倍，一個在地球上重500N的人，在該星球上的體重是（　　）
A．250NB．1000NC．2000ND．4000N

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

某研究性學(xué)習(xí)小組首先根據(jù)小孔成像原理估測太陽半徑，再利用萬有引力定律估算太陽的密度．準(zhǔn)備的器材有：①不透光圓筒，一端封上不透光的厚紙，其中心扎一小孔，另一端封上透光的薄紙；②毫米刻度尺．已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T，萬有引力常量為G．要求：
（1）簡述根據(jù)小孔成像原理估測太陽半徑R的過程．
（2）利用萬有引力定律推算太陽密度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中記錄了一些與地球、月球有關(guān)的數(shù)據(jù)資料如圖中表所示，利用這些數(shù)據(jù)來計算地球表面與月球表面之間的距離s，則下列運(yùn)算公式中錯誤的是（　�。�
地球半徑R=6400km
月球半徑r=1740km
地球表面重力加速度g0=9.80m/s2
月球表面重力加速度g′=1.56m/s2
月球繞地球轉(zhuǎn)動的線速度v=1km/s
月球繞地球轉(zhuǎn)動周期T=27.3天
光速c=2.998×105 km/s
用激光器向月球表面發(fā)射激光光束，經(jīng)過約t=2.565s接收到從月球表面反射回來的激光信號
A．s=c?
t
2
B．s=
vT
2π
-R-r
C．s=
v2
g′
-R-r		D．s=
3
g0R2T2
4π2
-R-r

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

甲、乙兩個行星的質(zhì)量之比為81：1，兩行星的半徑之比為36：1．則：
（1）兩行星表面的重力加速度之比；
（2）兩行星的第一宇宙速度之比．

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