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如图7-5-3所示有A、B两个行星绕同一恒星O做圆周运动,运转方向相同,A行星的周期为T1,B行星的周期为T2.在某一时刻两行星第一次相遇(即两行星相距最近),则(    )

7-5-3

A.经过时间t=T1+T2,两行星将第二次相遇

B.经过时间t=,两行星将第二次相遇

C.经过时间t=,两行星第一次相距最远

D.经过时间t=,两行星第一次相距最远

解析:本题的难点在于A、B运动关系的建立.本例实质上属于“追及”问题,不过是圆周运动的追及相遇.在追及问题和相对运动问题中,巧选参考系往往使问题化繁为简,化难为易.

先根据开普勒定律判断哪个行星周期大,在此基础上通过空间想象和运动学知识列出相距最远的运动学关系,便可求解.

据开普勒定律可知T2>T1.以B和行星中心连线为参考系,则A相对此参考系以ω12为相对角速度做匀速圆周运动,到第二次相遇即A相对参考系转过2π角度,这中间经历的时间

而从第一次相遇到第一次相距最远需相对参考系转过π角度,所以经过时间

选项B、D正确.

答案:BD

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科目:高中物理 来源: 题型:

神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图7-5-4所示.引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.

7-5-4

(1)可见星A所受暗星B的引力Fa可等效为位于O点处质量为m′的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2,试求m′(用m1、m2表示);

(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式;

(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的2倍,它将有可能成为黑洞.若可见星A的速率v=2.7×105 m/s,运行周期T=4.7π×104 s,质量m1=6ms,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗.(G=6.67×10-11 N·m2/kg2,ms=2.0×1030 kg

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如图8-8-3所示,质量为0.5 kg的小球在距离车底面高20 m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5 m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4 kg.设小球在落到车底前瞬间速度是25 m/s,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是(    )

                                                        图8-8-3

A.5 m/s        B.4 m/s          C.8.5 m/s      D.9.5 m/s

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