Question

經(jīng)過天文望遠(yuǎn)鏡的長期觀測，人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多雙星系統(tǒng)，通過對它們的研究，使我們對宇宙中物質(zhì)的存在形式和分布情況有了較深刻的認(rèn)識。雙星系統(tǒng)由兩個星體構(gòu)成，其中每個星體的線度都遠(yuǎn)小于兩星體之間的距離。一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很遠(yuǎn)，可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)處理。
現(xiàn)根據(jù)對某一雙星系統(tǒng)的光學(xué)測量確定，該雙星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量都是M，兩者間相距L，它們正圍繞兩者連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動。
⑴試計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動周期T
⑵若實(shí)驗(yàn)上觀測到運(yùn)動周期為T′，為了解釋兩者的不同，目前有一種流行的理論認(rèn)為，在宇宙中可能存在一種望遠(yuǎn)鏡觀測不到的暗物質(zhì)。作為一種簡化的模型，我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著密度為ρ的暗物質(zhì)，而不考慮其它暗物質(zhì)的影響，并假定暗物質(zhì)與星體間的相互作用同樣遵守萬有引力定律。試根據(jù)這一模型計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動周期T′

Answer 1

⑴ ⑵

解析試題分析：⑴ 雙星間的萬有引力作為雙星做圓周運(yùn)動的向心力
 
⑵暗物質(zhì)與一個星體對另一個形體的萬有引力為該星體的向心力
 
考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用
點(diǎn)評：雙星系統(tǒng)具有相同的周期和角速度，萬有引力等于它們做圓周運(yùn)動的向心力。