如圖7-5-3所示有A、B兩個行星繞同一恒星O做圓周運(yùn)動,運(yùn)轉(zhuǎn)方向相同,A行星的周期為T1,B行星的周期為T2.在某一時刻兩行星第一次相遇(即兩行星相距最近),則(    )

7-5-3

A.經(jīng)過時間t=T1+T2,兩行星將第二次相遇

B.經(jīng)過時間t=,兩行星將第二次相遇

C.經(jīng)過時間t=,兩行星第一次相距最遠(yuǎn)

D.經(jīng)過時間t=,兩行星第一次相距最遠(yuǎn)

解析:本題的難點(diǎn)在于A、B運(yùn)動關(guān)系的建立.本例實質(zhì)上屬于“追及”問題,不過是圓周運(yùn)動的追及相遇.在追及問題和相對運(yùn)動問題中,巧選參考系往往使問題化繁為簡,化難為易.

先根據(jù)開普勒定律判斷哪個行星周期大,在此基礎(chǔ)上通過空間想象和運(yùn)動學(xué)知識列出相距最遠(yuǎn)的運(yùn)動學(xué)關(guān)系,便可求解.

據(jù)開普勒定律可知T2>T1.以B和行星中心連線為參考系,則A相對此參考系以ω12為相對角速度做勻速圓周運(yùn)動,到第二次相遇即A相對參考系轉(zhuǎn)過2π角度,這中間經(jīng)歷的時間

而從第一次相遇到第一次相距最遠(yuǎn)需相對參考系轉(zhuǎn)過π角度,所以經(jīng)過時間,

選項B、D正確.

答案:BD

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

神奇的黑洞是近代引力理論所預(yù)言的一種特殊天體,探尋黑洞的方案之一是觀測雙星系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律.天文學(xué)家觀測河外星系大麥哲倫云時,發(fā)現(xiàn)了LMCX-3雙星系統(tǒng),它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成.兩星視為質(zhì)點(diǎn),不考慮其他天體的影響,A、B圍繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,它們之間的距離保持不變,如圖7-5-4所示.引力常量為G,由觀測能夠得到可見星A的速率v和運(yùn)行周期T.

7-5-4

(1)可見星A所受暗星B的引力Fa可等效為位于O點(diǎn)處質(zhì)量為m′的星體(視為質(zhì)點(diǎn))對它的引力,設(shè)A和B的質(zhì)量分別為m1、m2,試求m′(用m1、m2表示);

(2)求暗星B的質(zhì)量m2與可見星A的速率v、運(yùn)行周期T和質(zhì)量m1之間的關(guān)系式;

(3)恒星演化到末期,如果其質(zhì)量大于太陽質(zhì)量ms的2倍,它將有可能成為黑洞.若可見星A的速率v=2.7×105 m/s,運(yùn)行周期T=4.7π×104 s,質(zhì)量m1=6ms,試通過估算來判斷暗星B有可能是黑洞嗎.(G=6.67×10-11 N·m2/kg2,ms=2.0×1030 kg

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖8-8-3所示,質(zhì)量為0.5 kg的小球在距離車底面高20 m處以一定的初速度向左平拋,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的敞篷小車中,車底涂有一層油泥,車與油泥的總質(zhì)量為4 kg.設(shè)小球在落到車底前瞬間速度是25 m/s,則當(dāng)小球與小車相對靜止時,小車的速度是(    )

                                                        圖8-8-3

A.5 m/s        B.4 m/s          C.8.5 m/s      D.9.5 m/s

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