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现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动．万有引力常量为G．求：（1）试计算该双星系统的运动周
网友投稿 2022-09-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动．万有引力常量为G．求：
（1）试计算该双星系统的运动周期T．
（2）若实验上观测到运动周期为T’，且
Tn：T=1：
N
(N＞1)
，为了解释两者的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的物质--暗物质，作为一种简化的模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其他暗物质的影响，试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度．
◎ 答案
（1）由万有引力提供向心力有：
G
M
2
L
2
=M?
L
2
?
4
π
2
T
2
①
解得
T=πL
2L
GM
（2）设暗物的密度为ρ，质量为m，则
m=ρ?
4
3
π(
L
2
)
3
=πρ?
L
3
6
再由万有引力提供向心力有：
G
M
2
L
2
+
GMm
(
L
2
)
2
=M?
L
2
?
4
π
2
T
n
2
②
由
①
②
得：
M
M+4m
=(
Tn
T
)
2
=
1
N
又
m=πρ?
L
3
6
代入上式解得：
ρ=
3(N-1)M
2π
L
3
答：
（1）该双星系统的运动周期
T=πL
2L
GM
．
（2）该星系间这种暗物质的密度为ρ=
3(N-1)M
2π
L
3
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动．万有引力常量为G．求：（1）试计算该双星系统的运动周…”主要考查了你对 【向心力】，【万有引力定律的其他应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202209/260726.html
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