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現根據對某一雙星系統(tǒng)的光學測量確定,該雙星系統(tǒng)中每個星體的質量都是M,兩者相距L,它們正圍繞兩者連線的中點做圓周運動.萬有引力常量為G.求:
(1)試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T.
(2)若實驗上觀測到運動周期為T’,且Tn:T=1:
N
(N>1)
,為了解釋兩者的不同,目前有一種流行的理論認為,在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的物質--暗物質,作為一種簡化的模型,我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內均勻分布著這種暗物質,而不考慮其他暗物質的影響,試根據這一模型和上述觀測結果確定該星系間這種暗物質的密度.
(1)由萬有引力提供向心力有:
GM2
L2
=M?
L
2
?
4π2
T2
  ①
解得T=πL
2L
GM

(2)設暗物的密度為ρ,質量為m,則
m=ρ?
4
3
π(
L
2
)3=πρ?
L3
6

再由萬有引力提供向心力有:
GM2
L2
+
GMm
(
L
2
)
2
=M?
L
2
?
4π2
Tn2
 ②
得:
M
M+4m
=(
Tn
T
)2=
1
N

m=πρ?
L3
6
代入上式解得:
  ρ=
3(N-1)M
L3

答:
(1)該雙星系統(tǒng)的運動周期T=πL
2L
GM

(2)該星系間這種暗物質的密度為ρ=
3(N-1)M
L3
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

經過用天文望遠鏡長期觀測,人們在宇宙中已經發(fā)現了許多雙星系統(tǒng),通過對它們的研究,使我們對宇宙中物質的存在形式和分布情況有了較深刻的認識,雙星系統(tǒng)由兩個星體構成,其中每個星體的線度都遠小于兩星體之間的距離.一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠,可以當作孤立系統(tǒng)來處理.現根據對某一雙星系統(tǒng)的光學測量確定:該雙星系統(tǒng)中每個星體的質量都是m兩者相距L,它們正圍繞兩者連線的中點做圓周運動.
(1)試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T計算;
(2)若實驗上觀測到的運動周期為T觀測,且T觀測:T計算=1:
N
(N>1).為了解釋T觀測與T計算的不同,目前有一種流行的理論認為,在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的暗物質.作為一種簡化模型,我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內均勻分布著這種暗物質.若不考慮其他暗物質的影響,請根據這一模型和上述觀測結果確定該星系間這種暗物質的密度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

現根據對某一雙星系統(tǒng)的光學測量確定,該雙星系統(tǒng)中每個星體的質量都是M,兩者相距L,它們正圍繞兩者連線的中點做圓周運動.萬有引力常量為G.求:
(1)試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T.
(2)若實驗上觀測到運動周期為T’,且Tn:T=1:
N
(N>1)
,為了解釋兩者的不同,目前有一種流行的理論認為,在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的物質--暗物質,作為一種簡化的模型,我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內均勻分布著這種暗物質,而不考慮其他暗物質的影響,試根據這一模型和上述觀測結果確定該星系間這種暗物質的密度.

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經過天文望遠鏡的長期觀測,人們在宇宙中已經發(fā)現了許多雙星系統(tǒng),通過對它們的研究,使我們對宇宙中物質的存在形式和分布情況有了較深刻的認識.雙星系統(tǒng)由兩個星體構成,其中每個星體的線度都遠小于兩星體之間的距離.一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠,可以當作孤立系統(tǒng)處理.現根據對某一雙星系統(tǒng)的光學測量確定,該雙星系統(tǒng)中每個星體的質量都是M,兩者間相距2L,它們正圍繞兩者連線的中點做圓周運動.已知引力常量為G,則:
(1)試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T;
(2)若實驗上觀測到運動周期為T′,為了解釋兩者的不同,目前有一種流行的理論認為,在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的暗物質.作為一種簡化的模型,我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內均勻分布著密度為ρ的暗物質,而不考慮其它暗物質的影響,并假定暗物質與星體間的相互作用同樣遵守萬有引力定律.試根據這一模型計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T′.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?延吉市模擬)經過天文望遠鏡的長期觀測,人們在宇宙中已經發(fā)現了許多雙星系統(tǒng),通過對它們的研究,使我們對宇宙中的物質的存在形式和分布情況有了較深刻的認識.雙星系統(tǒng)是由兩個星體組成,其中每個星體的線度都遠小于兩個星體之間的距離.一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠,可以當作孤立系統(tǒng)處理.現根據對某一雙星系統(tǒng)的光學測量確定,該雙星系統(tǒng)中每個星體的質量都是M,兩者間距L,它們正圍繞著兩者連線的中點作圓周運動.
(1)試計算該雙星系統(tǒng)的周期T;
(2)若實驗上觀測到的運動周期為T’,為了解釋兩者的不同,目前有一種流行的理論認為,在宇宙中可能存在一種望遠鏡觀測不到的暗物質.作為一種簡化模型,我們我們假定在以兩個星體連線為直徑的球體內均勻分布著密度為ρ的暗物質,而不考慮其它暗物質的影響,并假設暗物質與星體間的相互作用同樣遵守萬有引力定律.試根據這一模型計算雙星系統(tǒng)的運動周期T’.

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