质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常量为G.

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-08-18 11:03:26 高中物理

质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧.引力常量为G.

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(1)求两星球做圆周运动的周期.

(2)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024 kg和7.35×1022kg.求T2与T1两者平方之比.(结果保留三位小数)

【答案】

(1)2π1 (2)1.01

【解析】

(1)mω2r=Mω2R,r+R=L,联立解得

R=1L,r=2L

对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得

3=m4L,得T=2π5.

(2)将地月看成双星,由(1)得T1=2π6

将月球看作绕地心做圆周运动,根据牛顿第二定律和万有引力定律得7=m8,L化简得T2=2π9,所以两种周期的平方比值为1011=1.01.

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