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如圖所示為宇宙中一恒星系的示意圖,A為該星系的一顆行星,它繞中央恒星O運行軌道近似為圓,天文學家觀測得到A行星運動的軌道半徑為R0,周期為T0

(1)中央恒星O的質量是多大?

(2)長期觀測發現,A行星實際運動的軌道與圓軌道總有一些偏離,且周期性的每隔t0時間發生一次最大的偏離,天文學家認為形成這種現象的原因可能是A行星外側還存在著一顆未知的行星B(假設其運行軌道與A在同一平面內,且與A的繞行方向相同),它對A行星的萬有引力引起A軌道的偏離.根據上述現象和假設,你能對未知行星B的運動得到哪些定量的預測?

答案:
解析:

  解:(1)設中央恒星質量為MA行星質量為m,則由萬有引力定律和牛頓第二定律得 ①

  解得 ②

  (2)由題意可知,AB相距最近時,BA的影響最大,且每隔t0時間相距最近.

  設B行星周期為TB,則有: ③

  解得: ④

  設B行星的質量為mB,運動的軌道半徑為RB,則有

   ⑤

  由①④⑤得: ⑥


練習冊系列答案
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宇宙中有一種雙星,質量分別為m1m2的兩顆星球,如圖所示,繞同一圓心做勻速圓周運動,它們之間的距離恒為L,不考慮其他星體影響,兩顆星的軌道半徑和周期各是多少?

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   (1)已知第一種形式中的每顆恒星質量均為m,正方形邊長為L,求其中一顆恒星受到的合力;

   (2)已知第二種形式中的兩外側恒星質量均為m、兩內側恒星質最均為M ,四顆恒星始終位于同一直線,且相鄰恒星之間距離相等,求內側恒星質量M與外側恒質m的比值 。

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