人教版物理必修二第七章

萬有引力與宇宙航行第三節7.3萬有引力理論的成就（2）

雙星問題（多星系統）計算天體質量復習回顧：1.萬有引力大小近似等于重力2.萬有引力提供圓周運動的向心力一、雙星系統定義：兩顆相距較近，質量相差不是很大的天體在萬有引力的作用下繞兩者連線上的一點相互環繞做圓周運動，形成穩定的系統稱為雙星系統。0m1m2Lr1r2ω特點：2.以兩天體連線上的某點為中心轉動1.由雙星間相互作用的萬有引力提供向心力3.轉動角速度(周期)相等T1＝T2，ω1＝ω24.軌道半徑r與質量m成反比。5.兩星的軌道半徑與它們之間的距離關系為：r1＋r2＝L雙星系統的規律T1＝T2，ω1＝ω2r1＋r2＝L由得：二、三星系統1.三顆質量相等的行星，一顆行星位于中心位置不動，另外兩顆行星圍繞它做圓周運動。這三顆行星始終位于同一直線上，中心行星受力平衡。運轉的行星由其余兩顆行星的引力提供向心力：mmmωrr兩行星轉動的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等。2.三顆質量相等的行星位于正三角形的頂點處，都繞三角形的中心做圓周運動。每顆行星運行所需向心力都由其余兩顆行星對其萬有引力的合力來提供。L＝2rcos30°三顆行星轉動的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等。ω三、四星系統1.四顆質量相等的行星位于正方形的四個頂點上，沿外接于正方形的圓軌道做勻速圓周運動mmmmL0ω對四星中任一星體，由牛頓第二定律有：四顆行星轉動的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等。2.三顆質量相等的行星位于正三角形的三個頂點，另一顆恒星位于正三角形的中心O點，三顆行星以O點為圓心，繞正三角形的外接圓做勻速圓周運動。（四顆星是在同一個平面內，不是正四面體）mmmM對三顆星中任一星體，由牛頓第二定律有：外圍三顆行星轉動的方向相同，周期、角速度、線速度的大小均相等。0LLLω1.天文觀測中觀測到有三顆星位于邊長為l的等邊三角形三個頂點上,并沿等邊三角形的外接圓做周期為T的勻速圓周運動.已知引力常量為G,不計其他星體對它們的影響,關于這個三星系統,下列說法正確的是(

)

A.三顆星的質量可能不相等

D

2.兩個黑洞互相繞轉形成一個雙星系統,如圖所示,若黑洞A、B的總質量為1.3×1032kg,球心間的距離為2×105m,產生的引力波周期和黑洞做圓周運動的周期相當,則估算該引力波周期的數量級為(G=6.67×10-11N·m2/kg2)(

)A.10-1s B.10-2sC.10-3s D.10-4s

C3.天文學家通過觀測雙星軌道參數的變化來間接驗證引力波的存在,證實了GW150914是兩個黑洞并合的事件.GW150914是一個質量為太陽質量的36倍的黑洞和一個質量為太陽質量的29倍的黑洞并合事件.假設這兩個黑洞繞它們連線上的某點做圓周運動,且這兩個黑洞的間距緩慢減小.若該黑洞系統在運動過程中各自質量不變且不受其他星系的影響,則關于這兩個黑洞的運動,下列說法正確的是 (

)A.這兩個黑洞運行的線速度大小始終相等B.這兩個黑洞做圓周運動的向心加速度大小始終相等C.質量為太陽質量的36倍的黑洞和質量為太陽質量的29倍的黑洞運行的線速度大小之比為36∶29D.隨兩黑洞間距緩慢減小,這兩個黑洞運行的周期也在減小D

BD

D

冥王星為什么會被“降級”？

國際天文學聯合會大會24日投票決定，不再將傳統九大行星之一的冥王星視為行星，而將其列入“矮行星”。許多人感到不解，為什么從兒時起就一直熟知的太陽系“九大行星”概念如今要被重新定義，而冥王星又因何被“降級”？“行星”這個說法起源于希臘語，原意指太陽系中的“漫游者”。近千年來，人們一直認為水星、金星、地球、火星、木星和土星是太陽系中的標準行星。19世紀后，天文學家陸續發現了天王星、海王星和冥王星，使太陽系的“行星”變成了9顆。此后，“九大行星”成為家喻戶曉的說法不過，新的天文發現不斷使“九大行星”的傳統觀念受到質疑。天文學家先后發現冥王星與太陽系其他行星的一些不同之處。冥王星所處的軌道在海王星之外，屬于太陽系外圍的柯伊伯帶，