宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其它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:第一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;第二种形式:三颗星位于边长为L的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.设每个星体的质量均为m,引力常量为G.则( )
分析:两种形式行星均靠其它两颗行星的对它万有引力的合力提供向心力,做匀速圆周运动.
解答:解:A、第一种形式三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行,轨道半径为R,向心力F=
+
=
.故A、C错误.
B、第二种形式轨道半径等于等边三角形外接圆的半径,r=
=
.所需的向心力F=2
cos30°=
.故B错误,D正确.
故选D.
| Gm2 |
| R2 |
| Gm2 |
| 4R2 |
| 5Gm2 |
| 4R2 |
B、第二种形式轨道半径等于等边三角形外接圆的半径,r=
| ||
| cos30° |
| ||
| 3 |
| Gm2 |
| L2 |
| ||
| L2 |
故选D.
点评:解决本题的关键知道行星做圆周运动向心力的来源,以及会通过几何关系求出做圆周运动的轨道半径.