Question

12．宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬(wàn)有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)，設(shè)某雙星系統(tǒng)繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示．若AO＜OB，則（　�。�

• A． 星球A的向心力一定大于B的向心力
• B． 星球A的線速度一定大于B的線速度
• C． 星球A的質(zhì)量可能等于B的質(zhì)量
• D． 雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大

Answer 1

分析 雙星靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，角速度相等，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的大小，比較線速度大�。�根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求出雙星的質(zhì)量之和．

解答 解：A、雙星靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，知向心力大小相等．故A錯(cuò)誤．
B、雙星的角速度相等，根據(jù)v=rω知，星球A的線速度一定小于星球B的線速度．故B錯(cuò)誤．
C、雙星間靠萬(wàn)有引力提供向心力，有$G\frac{{m}_{A}^{\;}{m}_{B}^{\;}}{{r}_{\;}^{2}}={m}_{A}^{\;}{ω}_{\;}^{2}{r}_{A}^{\;}={m}_{B}^{\;}{ω}_{\;}^{2}{r}_{B}^{\;}$，得$\frac{{m}_{A}^{\;}}{{m}_{B}^{\;}}=\frac{{r}_{B}^{\;}}{{r}_{A}^{\;}}＞1$，即${m}_{A}^{\;}＞{m}_{B}^{\;}$，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，對(duì)A：$G\frac{{m}_{A}^{\;}{m}_{B}^{\;}}{{r}_{\;}^{2}}={m}_{A}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{A}^{\;}$①
對(duì)B：$G\frac{{m}_{A}^{\;}{m}_{B}^{\;}}{{r}_{\;}^{2}}={m}_{B}^{\;}\frac{4{π}_{\;}^{2}}{{T}_{\;}^{2}}{r}_{B}^{\;}$②
聯(lián)立①②得${m}_{A}^{\;}+{m}_{B}^{\;}=\frac{4{π}_{\;}^{2}（{r}_{A}^{\;}+{r}_{B}^{\;}）{r}_{\;}^{2}}{G{T}_{\;}^{2}}=\frac{4{π}_{\;}^{2}{r}_{\;}^{3}}{G{T}_{\;}^{2}}$，可知雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大，故D正確；
故選：D

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道雙星靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及會(huì)用萬(wàn)有引力提供向心力進(jìn)行求解．