宇宙中的有些恒星可组成双星系统.它们之间的万有引力比其它恒星对它们的万有引力大得多,因此在研究双星的运动时,可以忽略其它星球对它们的作用.已知S1和S2构成一个双星,它们在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动.S1的质量是S2质量的k倍(k>1),下列判断正确的是(  )A. S1、S2的角速度之比为1:kB. S1、S2的线速度之比为1:kC. S1、S2的加速度之比为1:kD. S1、S2所受的向心力大小之比为k:1

问题描述:

宇宙中的有些恒星可组成双星系统.它们之间的万有引力比其它恒星对它们的万有引力大得多,因此在研究双星的运动时,可以忽略其它星球对它们的作用.已知S1和S2构成一个双星,它们在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动.S1的质量是S2质量的k倍(k>1),下列判断正确的是(  )
A. S1、S2的角速度之比为1:k
B. S1、S2的线速度之比为1:k
C. S1、S2的加速度之比为1:k
D. S1、S2所受的向心力大小之比为k:1

A、D、根据双星系统的特点,转动过程中周期相同则角速度相同,由万有引力充当向心力,向心力也相同,所以S1、S2的角速度之比为1:1,向心力大小之比为1:1,故AD均错误.
B、由F=mω2r可得S1和S2的半径比值r1:r2=m2:m1=1:k,
由v=ωr知角速度相同,线速度与半径成正比,所以S1、S2的线速度之比为 1:k.故B正确.
C、因为a=vω,所以加速度之比等于线速度之比,故S1、S2的加速度之比为1:k,故C正确.
故选:BC.
答案解析:据双星系统的特点,转动过程中周期相同则角速度一样,由相互的万有引力提供向心力知向心力相同,由F=mw2r可得m1和m2的半径之比等于质量的倒数比,又根据角速度和线速度的关系v=w2r知角速度相同,线速度与半径成正比,即可得出线速度之比.又因为a=vω,所以加速度之比等于线速度之比.
考试点:万有引力定律及其应用;向心力.
知识点:这道题充分体现了利用双星系统的特点来解题的思路.双星特点:1.绕同一中心转动的角速度和周期相同.2.由相互作用力充当向心力,向心力相同.