2018年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動 萬有引力與航天 第6節(jié)（課時(shí)5）天體運(yùn)動中的“四大難點(diǎn)”：宇宙雙星模型課件 魯科版.ppt

物理建模：宇宙雙星模型,1.模型特點(diǎn),2.典例剖析,3.規(guī)律方法,4.跟蹤訓(xùn)練,5.真題演練,第四章曲線運(yùn)動萬有引力與航天,一、模型特點(diǎn),1.模型特點(diǎn),模型特點(diǎn),繞公共圓心轉(zhuǎn)動的兩個星體稱為“雙星”(1)“向心力等大反向”-向心力由它們間的萬有引力提供,大小為F向GMm/L2,方向相反(2)“周期、角速度相同”-兩星體做勻速圓周運(yùn)動的周期、角速度相等,即12，T1T2(3)“半徑反比”-兩星體繞同一圓心做圓周運(yùn)動,圓心在兩顆行星的連線上,且r1r2L，兩顆行星做勻速圓周運(yùn)動的半徑與行星的質(zhì)量成反比,r1,r2,L,二、典例剖析,2.典例剖析,【例4】2015年4月,科學(xué)家通過歐航局天文望遠(yuǎn)鏡在一個河外星系中,發(fā)現(xiàn)了一對相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng),如圖所示。這也是天文學(xué)家首次在正常星系中發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量雙黑洞。這對驗(yàn)證宇宙學(xué)與星系演化模型、廣義相對論在極端條件下的適應(yīng)性等都具有十分重要的意義。我國今年底也將發(fā)射全球功能最強(qiáng)的暗物質(zhì)探測衛(wèi)星。若圖中雙黑洞的質(zhì)量分別為M1和M2，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動。根據(jù)所學(xué)知識，下列選項(xiàng)正確的是()A.雙黑洞的角速度之比12M2M1B.雙黑洞的軌道半徑之比r1r2M2M1C.雙黑洞的線速度之比v1v2M1M2D.雙黑洞的向心加速度之比a1a2M1M2,根據(jù)雙星模型的特點(diǎn)分析本題各物理量的比值,轉(zhuǎn)解析,轉(zhuǎn)原題,解析顯隱,【備選】(2013山東卷，20)雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動的周期為T，經(jīng)過一段時(shí)間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時(shí)圓周運(yùn)動的周期為(),審題設(shè)疑,1、此雙星滿足什么物理規(guī)律？,2、雙星質(zhì)量改變后，原表達(dá)式要進(jìn)行哪些修改？,區(qū)分開星體間距與軌道半徑的不同,轉(zhuǎn)解析,轉(zhuǎn)原題,三、規(guī)律方法,3.規(guī)律方法,(1)雙星問題的“兩等”：它們的角速度相等雙星受到的向心力大小總相等(2)“兩不等”：雙星做勻速圓周運(yùn)動的圓心是它們連線上的一點(diǎn)，它們的軌道半徑之和等于它們之間的距離由m12r1m22r2知由于m1與m2一般不相等，故r1與r2一般也不相等,【變式訓(xùn)練4】宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用相互繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)。在浩瀚的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)。設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，如圖5所示。若AO>OB，則()A星球A的質(zhì)量一定大于星球B的質(zhì)量B星球A的線速度一定大于星球B的線速度C雙星間距離一定，雙星的質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越大D雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越大,本題詳細(xì)解析見教輔！,四、跟蹤訓(xùn)練,4.跟蹤訓(xùn)練,解析顯隱,【跟蹤訓(xùn)練】宇宙中兩顆相距較近的天體稱為“雙星”，它們以二者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動而不至因萬有引力的作用吸引到一起(1)試證明它們的軌道半徑之比、線速度之比都等于質(zhì)量的反比；(2)設(shè)兩者的質(zhì)量分別為m1和m2，兩者相距L，試寫出它們角速度的表達(dá)式,轉(zhuǎn)解析,點(diǎn)評：在我們通常研究的衛(wèi)星繞地球或行星繞太陽運(yùn)行問題中，衛(wèi)星到地球中心或行星到太陽中心間距與它們的軌道半徑大小是相等的，但在宇宙雙星問題中，行星間距與軌道半徑是不同的，這點(diǎn)要引起重視,轉(zhuǎn)原題,五、真題演練,5.真題演練,【真題】(2012重慶卷，18)冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為71，同時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動由此可知，冥王星繞O點(diǎn)運(yùn)動的()A軌道半徑約為卡戎的1/7B角速度大小約為卡戎的1/7C線速度大小約為卡戎的7倍D向心力大小約為卡戎的7倍,轉(zhuǎn)解析,雙星問題提示:兩星間的萬有引力分別給兩星提供做圓周運(yùn)動的向心力，且兩星的角速度相等.,轉(zhuǎn)原題,