萬有引力理論的成就2 高一下學(xué)期物理人教版

人教版物理必修二第七章

萬有引力與宇宙航行第三節(jié)7.3萬有引力理論的成就（2）

雙星問題（多星系統(tǒng)）計(jì)算天體質(zhì)量復(fù)習(xí)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(yùn)動的向心力一、雙星系統(tǒng)定義：兩顆相距較近，質(zhì)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(diǎn)相互環(huán)繞做圓周運(yùn)動，形成穩(wěn)定的系統(tǒng)稱為雙星系統(tǒng)。0m1m2Lr1r2ω特點(diǎn)：2.以兩天體連線上的某點(diǎn)為中心轉(zhuǎn)動1.由雙星間相互作用的萬有引力提供向心力3.轉(zhuǎn)動角速度(周期)相等T1＝T2，ω1＝ω24.軌道半徑r與質(zhì)量m成反比。5.兩星的軌道半徑與它們之間的距離關(guān)系為：r1＋r2＝L雙星系統(tǒng)的規(guī)律T1＝T2，ω1＝ω2r1＋r2＝L由得：二、三星系統(tǒng)1.三顆質(zhì)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(yùn)動。這三顆行星始終位于同一直線上，中心行星受力平衡。運(yùn)轉(zhuǎn)的行星由其余兩顆行星的引力提供向心力：mmmωrr兩行星轉(zhuǎn)動的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等。2.三顆質(zhì)量相等的行星位于正三角形的頂點(diǎn)處，都繞三角形的中心做圓周運(yùn)動。每顆行星運(yùn)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(zhuǎn)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(tǒng)1.四顆質(zhì)量相等的行星位于正方形的四個頂點(diǎn)上，沿外接于正方形的圓軌道做勻速圓周運(yùn)動mmmmL0ω對四星中任一星體，由牛頓第二定律有：四顆行星轉(zhuǎn)動的方向相同，周期、角速度、線速度的大小相等。2.三顆質(zhì)量相等的行星位于正三角形的三個頂點(diǎn)，另一顆恒星位于正三角形的中心O點(diǎn)，三顆行星以O(shè)點(diǎn)為圓心，繞正三角形的外接圓做勻速圓周運(yùn)動。（四顆星是在同一個平面內(nèi)，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(zhuǎn)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(diǎn)上,并沿等邊三角形的外接圓做周期為T的勻速圓周運(yùn)動.已知引力常量為G,不計(jì)其他星體對它們的影響,關(guān)于這個三星系統(tǒng),下列說法正確的是(

)

A.三顆星的質(zhì)量可能不相等

D

2.兩個黑洞互相繞轉(zhuǎn)形成一個雙星系統(tǒng),如圖所示,若黑洞A、B的總質(zhì)量為1.3×1032kg,球心間的距離為2×105m,產(chǎn)生的引力波周期和黑洞做圓周運(yùn)動的周期相當(dāng),則估算該引力波周期的數(shù)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(xué)家通過觀測雙星軌道參數(shù)的變化來間接驗(yàn)證引力波的存在,證實(shí)了GW150914是兩個黑洞并合的事件.GW150914是一個質(zhì)量為太陽質(zhì)量的36倍的黑洞和一個質(zhì)量為太陽質(zhì)量的29倍的黑洞并合事件.假設(shè)這兩個黑洞繞它們連線上的某點(diǎn)做圓周運(yùn)動,且這兩個黑洞的間距緩慢減小.若該黑洞系統(tǒng)在運(yùn)動過程中各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影響,則關(guān)于這兩個黑洞的運(yùn)動,下列說法正確的是 (

)A.這兩個黑洞運(yùn)行的線速度大小始終相等B.這兩個黑洞做圓周運(yùn)動的向心加速度大小始終相等C.質(zhì)量為太陽質(zhì)量的36倍的黑洞和質(zhì)量為太陽質(zhì)量的29倍的黑洞運(yùn)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(yùn)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(xué)聯(lián)合會大會24日投票決定，不再將傳統(tǒng)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(rèn)為水星、金星、地球、火星、木星和土星是太陽系中的標(biāo)準(zhǔn)行星。19世紀(jì)后，天文學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)不斷使“九大行星”的傳統(tǒng)觀念受到質(zhì)疑。天文學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)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，