计算题11.0分
物理

20.如图,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两者中心之间的距离为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.引力常数为G.

(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3位小数)

正确答案及相关解析

正确答案

(1)A和B绕O做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力相等。且A和B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期。因此有



联立解得

对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得

化简得

(2)将地月看成双星,由(1)得

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化简得

所以两种周期的平方比值为

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

万有引力定律及其应用