全国通用2019版高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天微专题36双星与多星问题.

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1、36双星与多星问题［方法点拨］（1）核心问题是“谁”提供向心力的问题.（2）“双星问题”的隐含条件是两者的向心力相同、周期相同、角速度相同；双星中轨道半径与质量成反比；（3）多星问题中，2V每颗行星做圆周运动所需的向心力是由它们之间的万有引力的合力提供，即F合=叮,以此列向心力方程进行求解.1.（2018•四川泸州一检）“双星体系”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个星球之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体.如图1所示，相距为0的久B两恒星绕共同的圆心0做圆周运动，人〃的质量分别为加、加，周期均

2、为7：若有间距也为0的双星GD,C.〃的质量分别为久〃的两倍，贝9（）图1A.A.〃运动的轨道半径之比为竺IlkB.A.〃运动的速率之比为竺IlkC.C运动的速率为外的2倍D.C、〃运动的周期均为紡2.（多选）太空中存在一些离其他恒星很远的、由三颗星体组成的三星系统，可忽略其他星体对它们的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是直线三星系统一一三颗星体始终在一条直线上；另一种是三角形三星系统一一三颗星体位于等边三角形的三个顶点上.已知某直线三星系统/每颗星体的质量均为规相邻两颗星中心间的距离

3、都为任某三角形三星系统〃的每颗星体的质量恰好也均为加且三星系统/外侧的两颗星体做匀速圆周运动的周期和三星系统〃每颗星体做匀速圆周运动的周期相等.引力常量为G则（）A.三星系统力外侧两颗星体运动的线速度大小为B.三星系统昇外侧两颗星体运动的角速度大小为c.三星系统〃的运动周期为7'=4jt7?D.三星系统〃任意两颗星体中心间的距离为厶=寸半斤1.（多选）（2017•福建龙岩3月质检）冥王星和其附近的星体卡戎的质量分别为妝/〃（冰胁，两星相距厶它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点0做匀速圆周运动.冥王星与

4、星体卡戎到0点的距离分别为斤和r.则下列说法正确的是（）A.可由计算冥王星做圆周运动的角速度iz2B.可由0-^=^算冥壬星做圆周运动的线速度C.可由碟=〃"（牛）2计算星体卡戎做圆周运动的周期D.冥王星与星体卡戎绕。点做圆周运动的动量大小相等2.（2017・山东枣庄一模）2015年12月17日我国发射了“悟空”探测卫星，这期间的观测使人类对暗物质的研究乂进了一步.宇宙空间屮两颗质量相等的星球绕其连线屮心转动时,理论计算的周期与实际观测周期不符，且y=W（Ql）；因此，科学家认为，在两星球Z间/观测存在暗物质.假

5、设以两星球球心连线为直径的球体空间屮均匀分布着暗物质，两星球的质量均为胎那么，暗物质的质量为（）护一1护一2A.丁刃B.丁/〃C.（#一1）刃D.（2A2-1）//?3.（2017•广西南宁一模）2016年2月11日，科学家宣布“激光干涉引力波天文台（LIG0）”探测到由两个黑洞合并产生的引力波信号，这是在爱因斯坦提出引力波概念100周年后，引力波被首次直接观测到.在两个黑洞合并过程中，由于彼此间的强大引力作用，会形成短时间的双星系统.如图2所示，黑洞/、〃可视为质点，它们围绕连线上0点做匀速圆周运动,且M大于必

6、不考虑其他天体的影响.下列说法正确的是（）AO?8图2A.黑洞A的向心力大于〃的向心力B.黑洞〃的线速度大于E的线速度C.黑洞〃的质量大于〃的质量D.两黑洞Z间的距离越大，力的周期越小1.（多选）（2018•陕西商洛模拟）宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T,两星到某一共同圆心的距离分别为用和金，那么，系统中两颗恒星的质量关系是（）A.这两颗恒星的质量必定相等4兀T用+皿『B.这两颗恒星的质量之和为一七

7、尸■C.这两颗恒星的质量之比为/z?i:—:RD.其屮必有一颗恒星的质量为出笋型答案精析A,T=2北7諾莎,A.〃运动的轨道半径之比为2瓷，A错误；由卩=弓上得，久B运动的速率之比B错误；C、〃运动的周期厂=2性,.仁、导久Dv2i2f/hj久2例+2他）2正确；C的轨道半径川=2；：2』fC运动的速率为X=号一=亦,C错误.］2.BCD［三星系统/I中，三颗星体位于同一直线上，两颗星体围绕中央星体在同一半径为斤的圆轨道上运行.其中外侧的一颗星体由中央星体和另一颗外侧星体的合万有引力提供向心力，有：毋+^^=

8、血，解得尸人错误；三星系统A屮，周期=廉，则其角速度为3=牛=^罟，B正确；由于两种系统周期相等，贝0三星系统E的运行周期为丁=5Ryj需C正确；三星系统〃中，三颗星体位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图所示，对某颗星体，由万有引力定律和牛顿第二定律得：2岁cosI〃〃3.CD［冥王星与星体卡戎Z间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力：