双星系统 ppt课件
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《双星系统专题》课件
双星的分类和命名规则
双星可以根据物理特性、相对位置和运动状态进行分类。命名规则主要基于亮度、星座和发现顺序。 常见的命名规则包括谐特符号、巴伦斯特符号和德莫杰尔符号。
双星系统的观测方法
观测双星系统可以使用直接成像、分光和多普勒频移等方法。高分辨率望远镜和干涉仪能提供更精确的观测结果。 天文学家还使用双星系统的光变曲线、光谱和减光法研究系统的物理特性。
双星系统专题
欢迎来到《双星系统专题》PPT课件。本课件将介绍关于双星系统的定义、特 点以及其在天文学中的重要性和未来发展趋势。
双星系统的定义和特点
双星系统由两颗相互绕转的恒星组成，其特点是双星之间的引力相互作用导致它们围绕共同的中心点运动。 双星系统可以被分为接近双星、宽双星和奇异双星，具有不同的物理特性和观测特征。
双星系统的演化过程
双星系统经历了不同的演化阶段，包括星际云雾的坍缩、原恒星的形成、演化与发展，最终可能形成白矮星、中子 星或黑洞。 这个演化过程对于理解恒星的生命周期和宇宙的结构非常重要。
双星系统的重要性和应用领域
双星系统提供了研究恒星和行星形成、星际物质的演化以及重力相互作用的绝佳实验平台。 它们还被广泛应用于天体物理学、宇宙学和行星科学的研究。
双星系统的未来发展趋势
未来的研究将集中在更深入地探索双星系统的物理过程、进一步发展观测技 术以及发现更多新的双星系统。 这将有助于我们更全面地了解宇宙的结构和演化。Fra bibliotek结论和要点
• 双星系统由两颗相互绕转的恒星组成。 • 它们根据特征和观测方法进行分类。 • 双星系统在天文学研究中具有重要作用。 • 未来的研究将进一步推动双星系统的发展。
2021学年高中物理微专题四双星三星模型课件人教版必修2.ppt
(1)对第一种形式中 A 而言，B、C 对 A 的万有引力的合力提
供 A 做圆周运动的向心力，则有
GRm12 2＋G2Rm122＝mR1(2Tπ)2. (2)对第二种形式中 A 而言，B、C 对 A 的万有引力的合力提
供 A 做圆周运动的向心力，则有Gm2 r2源自cos30°＋Grm2 2
cos 30°＝mR22Tπ2
答案：BD
练 2 月球与地球质量之比约为 1:80，有研究者认为月球和
地球可视为一个双星系统，它们都围绕地月连线上某点 O 做匀
速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕 O 点运动线速度大
小之比约为( )
A．1:6 400 B．1:80
C．80:1
D．6 400:1
解析：月球和地球绕 O 点做匀速圆周运动，它们之间的万有引 力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等．且月球、地球 和 O 点始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期．因此有 mω2r＝Mω2R，所以vv′＝Rr ＝Mm，线速度和质量成反比．故选 C.
微专题(四) 双星、三星模型
模型建构
模型一 双星模型
1．模型构建 在天体运动中，将两颗彼此相距较近，且在相互之间万有引 力作用下绕两者连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的星 球称为双星．
2．模型特点：它们间的距离为 L.此双星问题的特点是：
(1)两星的运行轨道为同心圆，圆心是它们之间连线上的某 一点．
【解析】 双星系统周期相同(角速度相同)，所受万有引力作 为向心力相同，所以 B 项错误，D 项正确；由 F＝mω2r，m1r1ω2＝ m2r2ω2，得 m1v1＝m2v2，vv12＝mm21＝23，A 项错误；rr12＝mm21又 r1＋r2＝L，
2019届二轮复习 微专题3 宇宙双星及多星系统模型 课件(23张)
速度相同，故vr11＝vr22，即vv21＝rr12＝mm21，B错误；
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A星受到B星的引力为F＝G
m1m2 d2
，等效为放在O点的星体对A
星的引力为F′＝G
m1m′ r21
，有G
m1m2 d2
＝G
m1m′ r21
，代入r1＝
m2 m1＋m2
d可得m′＝
m32 m1＋m22
m1ω12r1，GmL12m2＝m2ω22r2. (2)两颗星的周期及角速度都相同，即T1＝T2，ω1＝ω2. (3)两颗星的半径与它们之间的距离关系为：r1＋r2＝L. (4)两颗星到圆心的距离r1、r2与星体质量成反比，即mm21＝rr21.
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[应用提升练] 1．银河系的恒星中大约四分之一是双星系统，某双星系统 由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互间的万有引力作 用下绕两者连线上某一点C做匀速圆周运动．由天文观察测 得其运行周期为T，S1到C点的距离为r1，S2的质量为m，已 知引力常量为G，由此可求出两星间的距离r及两星的总质量 M分别为( )
量为m′的星体对它的引力，则m′＝
m32 m1＋m22
D．若在O点放一个质点，则此质点受到的合力一定为零
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[思路探究] (1)A星和B星做匀速圆周运动所需的向心力来源 是什么？ (2)万有引力公式F＝GMr2m中“r”指的是什么？ (3)A星和B星是否一直保持连线过“图中O点”？
m2 l2
，
对任一星受力分析，如图所示．由图中几
何关系和牛顿第二定律可得 3 F＝ma＝
mω2 l ，联立可得ω＝ 3
3Gm l3
，a＝ω2
l 3
9教案双星问题省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖PPT课件
20/29
解：（1）按题意画出三星运动示意图，如图
依据星体1做圆周运动条件： 解得线速度 星体运动周期
21/29
（2）设圆周运动半径为r，模型如图，
对星体1，星体2、3对其万有引力 协力，提供它做匀速圆周运动所需 向心力，即
其中 则相邻两星体之间距离
解得
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点评 一、三星系一统主要模型有两种：
你能得出什么结论？
r1=0，r2=L 物理含义是什么？
双星系统中，若质量差异很大，则质量较大天体， 可认为是不转，只有小质量天体转动。比如：月 球绕地球，地球绕太阳运动，都能够看成是双星 模型近似。
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4、双星运动角速度、周期、速度
Gm1 m2
L3
T 2
L3
Gm1 m2
v1 m2 v2 m1
28/29
练习两个星球组成双星，它们在相互之间万有引力作用下，绕 连线上某点做周期相同匀速圆周运动。现测得两星中心距离为
R，其运动周期为T，求两星总质量。（引力常量为G）
29/29
区分两个距离： （1）万有引力定律中r为两天体之间距离 （2）向心力公式中r为所研究天体做圆周
运动轨道半径。
8/29
二、模型应用
1．地—月双星系统中应用 2．一线穿珠中应用 3．探知未知天体
9/29
1．地—月双星系统中应用
例1．月球与地球质量之比约为1∶80，若
月球和地球可视为一个由两质点组成双星 系统，二者都围绕月地连线上某点O做匀 速圆周运动．则月球与地球绕O点运动线
向心力由万有引力提供。
双星模型示意图
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2、确定双星旋转半径
已知双星质量m1、m2和距离L，求双星半径r1 =? r2 =? 解：对双星分别利用向心力公式
解：（1）按题意画出三星运动示意图，如图
依据星体1做圆周运动条件： 解得线速度 星体运动周期
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（2）设圆周运动半径为r，模型如图，
对星体1，星体2、3对其万有引力 协力，提供它做匀速圆周运动所需 向心力，即
其中 则相邻两星体之间距离
解得
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点评 一、三星系一统主要模型有两种：
你能得出什么结论？
r1=0，r2=L 物理含义是什么？
双星系统中，若质量差异很大，则质量较大天体， 可认为是不转，只有小质量天体转动。比如：月 球绕地球，地球绕太阳运动，都能够看成是双星 模型近似。
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4、双星运动角速度、周期、速度
Gm1 m2
L3
T 2
L3
Gm1 m2
v1 m2 v2 m1
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练习两个星球组成双星，它们在相互之间万有引力作用下，绕 连线上某点做周期相同匀速圆周运动。现测得两星中心距离为
R，其运动周期为T，求两星总质量。（引力常量为G）
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区分两个距离： （1）万有引力定律中r为两天体之间距离 （2）向心力公式中r为所研究天体做圆周
运动轨道半径。
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二、模型应用
1．地—月双星系统中应用 2．一线穿珠中应用 3．探知未知天体
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1．地—月双星系统中应用
例1．月球与地球质量之比约为1∶80，若
月球和地球可视为一个由两质点组成双星 系统，二者都围绕月地连线上某点O做匀 速圆周运动．则月球与地球绕O点运动线
向心力由万有引力提供。
双星模型示意图
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2、确定双星旋转半径
已知双星质量m1、m2和距离L，求双星半径r1 =? r2 =? 解：对双星分别利用向心力公式
《双星系统专题》课件
双星系统在天文学中的未来应用
天体演化研究
利用双星系统研究恒星演化过程和物理特性，深入理 解恒星的起源、演化和结局。
宇宙尺度结构研究
通过双星系统观测和研究宇宙尺度上的物质分布、星 系形成和演化等重要问题。
天体物理学实验验证
利用双星系统验证天体物理学的理论和模型，推动天 文学的发展和进步。
THANKS
银河系中心是一个高密度的恒星区域，其中存在大量的双星系统。这些 双星系统对于研究银河系中心的结构和演化具有重要的意义。
03
星系核
在一些星系的中心，存在超大质量的黑洞，周围环绕着大量的恒星。在
这些恒星中，有些会形成双星系统。这些双星系统对于研究星系核的演
化具有重要的意义。
03
双星系统的物理效应
双星系统的引力效应
双星系统专题
目 录
• 双星系统的定义与特性 • 双星系统的观测与发现 • 双星系统的物理效应 • 双星系统在天文学中的应用 • 双星系统的未来研究展望
01
双星系统的定义与特 性
双星系统的定义
总结词
双星系统是由两颗恒星绕共同质心旋转的系统。
详细描述
双星系统是由两颗恒星组成的系统，它们通过相互之间的引力作用相互绕转， 形成一个稳定的系统。双星系统可以是密近双星，也可以是分居双星。
恒星物理参数
双星系统中的恒星由于相互引力作用 ，其物理参数（如质量、半径、温度 等）会发生变化，通过对这些参数的 测量和研究，有助于深入了解恒星的 物理性质和演化规律。
双星系统在星系演化研究中的应用
星系结构
通过对双星系统的观测和研究，可以了解星系的结构和分布，探究星系的形成和演化过程。
星系动力学
双星系统中的恒星运动轨迹受到相互引力的影响，通过对这些运动轨迹的研究，可以深入了解星系的 动力学特征和演化机制。
人教版物理高考复习：双星与天体追及相遇问题(共45张PPT)
总结
1.双星问题求解思维引导
2020年人教版物理高考复习：双星与 天体追 及相遇 问题 (共45张PPT)高考复习课件高考复习P PT课件 高考专 题复习 训练课 件
7
2020年人教版物理高考复习：双星与 天体追 及相遇 问题 (共45张PPT)高考复习课件高考复习P PT课件 高考专 题复习 训练课 件
变式训练
1. 2017年8月28日，中科院南极天文中心的巡天望远镜观测到一个由双中子星构成的孤立双星系统产生的 引力波。该双星系统以引力波的形式向外辐射能量，使得圆周运动的周期T极其缓慢地减小，双星的质量 m1与m2均不变，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈， 将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体，则下列关于该双星系统的说法正确的是( ) A．两颗中子星的自转角速度相同，在合并前约100 s时ω＝24π rad/s B．合并过程中，双星间的万有引力逐渐增大 C．双星的线速度逐渐增大，在合并前约100 s时两颗星速率之和为9.6π×106 m/s D．合并过程中，双星系统的引力势能逐渐增大
率为 12 Hz，则公转角速度ω0＝2πf＝24π rad/s，而自转角速度由题中条件不能求得，A 错误；
设两颗星的轨道半径分别为
r1、r2，相距为
L，根据万有引力提供向心力可知：Gm1m2＝m L2
1r
1ω2公，
GmL12m2＝m2r2ω2公，又
r1＋r2
＝L，T＝2π ，整理可得Gm1＋m2＝4π2L，解得
总结
2.对于天体追及问题的处理思路 (1)根据Gm1m2/r2＝mrω2，可判断出谁的角速度大； (2)根据天体相距最近或最远时，满足的角度差关系进行求解．
1.双星问题求解思维引导
2020年人教版物理高考复习：双星与 天体追 及相遇 问题 (共45张PPT)高考复习课件高考复习P PT课件 高考专 题复习 训练课 件
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2020年人教版物理高考复习：双星与 天体追 及相遇 问题 (共45张PPT)高考复习课件高考复习P PT课件 高考专 题复习 训练课 件
变式训练
1. 2017年8月28日，中科院南极天文中心的巡天望远镜观测到一个由双中子星构成的孤立双星系统产生的 引力波。该双星系统以引力波的形式向外辐射能量，使得圆周运动的周期T极其缓慢地减小，双星的质量 m1与m2均不变，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈， 将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体，则下列关于该双星系统的说法正确的是( ) A．两颗中子星的自转角速度相同，在合并前约100 s时ω＝24π rad/s B．合并过程中，双星间的万有引力逐渐增大 C．双星的线速度逐渐增大，在合并前约100 s时两颗星速率之和为9.6π×106 m/s D．合并过程中，双星系统的引力势能逐渐增大
率为 12 Hz，则公转角速度ω0＝2πf＝24π rad/s，而自转角速度由题中条件不能求得，A 错误；
设两颗星的轨道半径分别为
r1、r2，相距为
L，根据万有引力提供向心力可知：Gm1m2＝m L2
1r
1ω2公，
GmL12m2＝m2r2ω2公，又
r1＋r2
＝L，T＝2π ，整理可得Gm1＋m2＝4π2L，解得
总结
2.对于天体追及问题的处理思路 (1)根据Gm1m2/r2＝mrω2，可判断出谁的角速度大； (2)根据天体相距最近或最远时，满足的角度差关系进行求解．
地球同步卫星和双星模型 课件 PPT
1.卫星运行方向与地球自转方向相同； 1.卫星运行方向与地球自转方向相同； 卫星运行方向与地球自转方向相同 2.轨道是圆形的； 2.轨道是圆形的； 轨道是圆形的 3.运行周期等于地球自转周期。 3.运行周期等于地球自转周期。 运行周期等于地球自转周期
地球同步卫星特点
1、定周期： T = 24 h 、定周期： 2、定轨道：地球同步卫星在通过赤道的平面 、定轨道： 上运行， 上运行， 为定值， 3、定高度：离开地面的高度h为定值，约为 、定高度：离开地面的高度 为定值 地球轨道半径的6倍 36000千米 地球轨道半径的6倍。 h = 36000千米 4、定速率：所有同步卫星环绕 地球的速度 、定速率： 地球的速度(V) 都相同。 千米/秒 都相同。 V = 3千米 秒 千米 5、定点：每颗卫星都定在世界卫星组织规定 、定点： 的位置上
巩固与练习
北京） （2011·北京）由于通讯和广播等方面的需要， 北京 由于通讯和广播等方面的需要， 许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的： 许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的： A.质量可以不同 质量可以不同 B.轨道半径可以不同 轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 轨道平面可以不同 D.速率可以不同 速率可以不同
•确定双星的旋转中心： 确定双星的旋转中心：
质量 m 越大，旋转半径越小，离旋转中心越近. 越大，旋转半径越小，
巩固与练习 (2010·重庆 月球与地球质量之比约为 ：80， 重庆)月球与地球质量之比约为 重庆 月球与地球质量之比约为1： ， 有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点 构成的双星系统， 构成的双星系统，他们都围绕月球连线上某点 O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地 做匀速圆周运动。 做匀速圆周运动 据此观点， 球绕O点运动的线速度大小之比约为 点运动的线速度大小之比约为： 球绕 点运动的线速度大小之比约为： A. 1：6400 B. 1：80 ： ： C. 80：1 D. 6400：1 ： ：
宇宙多星系统模型PPT课件
6
(1)三星同线模型 ①如图所示，三颗质量相等的行星，一颗行星位于中心位
置不动，另外两颗行星围绕它做圆周运动。这三颗行星始终位
于同一直线上，中心行星受力平衡。运转的行星由其余两颗行 星的引力提供向心力：Grm2 2＋G2mr22＝ma 向
两行星运行的方向相同，周期、角 速度、线速度的大小相等。
7
②如图所示，三颗质量相等的行星位于一正三角形的顶点处， 都绕三角形的中心做圆周运动。每颗行星运行所需向心力都由其 余两颗行星对其万有引力的合力来提供。
宇宙多星模型： 在天体运动中，离其他星体较远的几颗星，
在它们相互间万有引力的作用力下绕同一中 心位置运转，这样的几颗星组成的系统称为 宇宙多星模型。
1、宇宙双星模型
1
2．双星系统模型问题的分析与计算
绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，如图 6 所示，双星 系统模型有以下特点：
(1)各自需要的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即
为G。(1)分析说明三绕一应该具有怎样的空间结构模式
(2)若相邻星球的最小距离均为a,求两种构成形式下天体运
动的周期之比
12
解析:(1)三颗星绕另一颗中心星运动时,其中任意一个绕行星球受 到另三个星球的万有引力的合力提供向心力,三个绕行星球的向心 力一定指向同一点,且中心星受力平衡,由于星球质量相等,具有对 称关系,因此向心力一定指向中心星,绕行星一定分布在以中心星为 重心的等边三角形的三个顶点上,如图甲所示。
明理由并写出你认为正确的结果。
10
解析:星体做圆周运动所需的向心力靠其他两个星体的万有引力的合
力提供,求两星体之间的万有引力时,应用星体之间的距离r,①③式正 确。正确解法为:
(1)三星同线模型 ①如图所示，三颗质量相等的行星，一颗行星位于中心位
置不动，另外两颗行星围绕它做圆周运动。这三颗行星始终位
于同一直线上，中心行星受力平衡。运转的行星由其余两颗行 星的引力提供向心力：Grm2 2＋G2mr22＝ma 向
两行星运行的方向相同，周期、角 速度、线速度的大小相等。
7
②如图所示，三颗质量相等的行星位于一正三角形的顶点处， 都绕三角形的中心做圆周运动。每颗行星运行所需向心力都由其 余两颗行星对其万有引力的合力来提供。
宇宙多星模型： 在天体运动中，离其他星体较远的几颗星，
在它们相互间万有引力的作用力下绕同一中 心位置运转，这样的几颗星组成的系统称为 宇宙多星模型。
1、宇宙双星模型
1
2．双星系统模型问题的分析与计算
绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统，如图 6 所示，双星 系统模型有以下特点：
(1)各自需要的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即
为G。(1)分析说明三绕一应该具有怎样的空间结构模式
(2)若相邻星球的最小距离均为a,求两种构成形式下天体运
动的周期之比
12
解析:(1)三颗星绕另一颗中心星运动时,其中任意一个绕行星球受 到另三个星球的万有引力的合力提供向心力,三个绕行星球的向心 力一定指向同一点,且中心星受力平衡,由于星球质量相等,具有对 称关系,因此向心力一定指向中心星,绕行星一定分布在以中心星为 重心的等边三角形的三个顶点上,如图甲所示。
明理由并写出你认为正确的结果。
10
解析:星体做圆周运动所需的向心力靠其他两个星体的万有引力的合
力提供,求两星体之间的万有引力时,应用星体之间的距离r,①③式正 确。正确解法为:
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双星模型
所谓的“双星”就是指两颗 恒星相在互的万有引力 作用下，绕 两颗星连线的某点做匀速圆周运动 的系统。
双星的运动
显示轨迹线 隐藏轨迹线
根据双星模型讨论双星运动特点：
• 1.两颗恒星做什么运动？画出各自的运动轨 迹,并标出对应的轨道半径？ • 匀速圆周运动
• 2.两恒星的周期有什么关系？ • T1=T2
教学补充：
“双星”问题探 究
学习目标：
1、了解双星模型。
2、理解双星模型的特点及其运动规律。
3、会用万有引力定律及相关公式解决双星 问题。
教学重点与难点
• 重点： • 用万有引力定律及相关公式解决双星问题
• 难点： • 区分万有引力公式中的(R)与圆周运动轨道半径(r)
哈柏太空望远镜 拍摄的天狼星双 星系统，在左下 方可以清楚的看 见天狼伴星(天 狼 B)。
基础知识点小结：
1.两颗恒星均围绕共同的旋转中心 做 匀速圆周运动 。
• 2.两颗恒星与旋转中心时刻三点共线，即两颗恒 星角速度 相等 ，周期 相等 。
• 3.两颗恒星间的距离等于双星做圆周运动的轨道 半径的 和 。
• 4.两恒星之间 万有引力 分别提供了两恒星运动 的 向心力 ，是一对 作用力 和 反作用力 。 恒星质量 越大 ，轨道半径 越小 ，旋转中心靠 近 质量大的物体 。
• 3.两颗恒星的角速度有什么关系？ • ω1 =ω2
• 4.两颗恒星做圆周运动的向心力由什么力提供 的？二者有什么关系？ 向心力由两颗恒星间的万有引力提供 F1=F2
• 5.两颗恒星间的距离和各自做圆周运动的轨道 半径是否相同？找出对应的轨道半径与两者间 距离的关系？
不相等 L=r1+r2
根据向心力的来源推导各物理量的关系
离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。（引力常量为G）
作业
• 必做题：大本：P41 典例
•
P42 4
•
小本：P115 8
• 选做题：大本：P42 5
（思考：地球Байду номын сангаас绕太阳转动是否为双星问题？） 星体质量越大，轨道半径越小，旋转中心靠近质量大的物
体。
• 2.两颗恒星的线速度与半径及质量有什么关系？ （用V=RW或线速度的定义式推导）
解： ω1 =ω2 (1) V1=r1ω1 (2) V2=r2ω2 (3)
由（1）、（2）、（3）得
V1:V2=r1:r2=m2:m1
思考：两颗恒星的向心加速度与质量的关系？（向心力公式推导）
a1:a2=m2:m1
当堂演练
• 一个双星系统中，两颗恒星的质量m1:m2=3:2 ,两颗 恒星间的距离为L，则下列说法正确的是（ C ）
• A、两颗恒星的向心加速度之比a1:a2=3:2 • B、两颗恒星的轨道半径之比r1:r2=3:2 • C、两颗恒星的线速度大小之比V1:V2=2:3 • D、两颗恒星的角速度之比W1：W2=2:3
重点、难点小结
* 5.两颗恒星的轨道半径与恒星质量成 反比 ，线速 度与半径成 正比 与质量成 反比 。
* 6.两子星圆周运动的动力学关系。
物体1： GML 1M 2 2 M1vr112 M1r112
物体2：
GML 1M 2 2 M2vr222 M2r2
2 2
例：两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下， 绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距
• 1.两颗恒星的旋转中心有什么特点？两颗恒星的 质量与半径有什么关系？(万有引力与含有角速 度的向心力表达式联立） • 两颗恒星具有共同的旋转中心 • (Gm1m2)/L2 = m1r1w2 (1)
• (Gm1m2)/L2 = m2r2w2 (2)
• 由（1）、（2）联立得 r1:r2=m2:m1