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，
第七章 专题强化：双星或多星模型 课件 -高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
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，
若已知某双星系统的运转周期为T，两星到共同圆心的距离分别为R1和R2，引力常 量为G，那么下列说法正确的是
A.这两颗恒星的质量必定相等
√B.这两颗恒星的质量之和为4π2R1＋R23 GT 2
√C.这两颗恒星的质量之比m1∶m2＝R2∶R1 √D.其中必有一颗恒星的质量为4π2R1R1＋R22
一种三星系统如图所示.三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个 顶点，三角形边长为R.忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一 平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，则
质量表达式为 M1＝ωG2L2R2＝4GπT2L22R2，M2＝ωG2L2R1＝4GπT2L22R1，两天体总质 量表达式为 M1＋M2＝ωG2L3＝4GπT2L23，两天体的总质量不变，天体之间的距离 L 不变，因此天体的周期 T 和角速度 ω 也不变，质量较小的黑洞 M2 的质量 增大，因此恒星的圆周运动半径增大，根据 v＝2πTR，可知，恒星的线速度 增大，故 C 正确，D 错误。
1.(双星模型)(多选)有一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，如图所
示.若图中双黑洞的质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为 圆心做匀速圆周运动.根据所学知识，下列说法中正确的是
A.双黑洞的角速度之比ω1∶ω2＝M2∶M1
√B.双黑洞的轨道半径之比r1∶r2＝M2∶M1
C.双黑洞的线速度大小之比v1∶v2＝M1∶M2
30°＝2×GMRM2 ×
3＝ 2
3GMRM2 ，星体运动的轨道半径
r＝23Rcos30°＝23×R×
3＝ 2
33R，
万有引力提供向心力 F＝ 3GMRM2 ＝Mω2r，解得ω＝
若已知某双星系统的运转周期为T，两星到共同圆心的距离分别为R1和R2，引力常 量为G，那么下列说法正确的是
A.这两颗恒星的质量必定相等
√B.这两颗恒星的质量之和为4π2R1＋R23 GT 2
√C.这两颗恒星的质量之比m1∶m2＝R2∶R1 √D.其中必有一颗恒星的质量为4π2R1R1＋R22
一种三星系统如图所示.三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个 顶点，三角形边长为R.忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一 平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，则
质量表达式为 M1＝ωG2L2R2＝4GπT2L22R2，M2＝ωG2L2R1＝4GπT2L22R1，两天体总质 量表达式为 M1＋M2＝ωG2L3＝4GπT2L23，两天体的总质量不变，天体之间的距离 L 不变，因此天体的周期 T 和角速度 ω 也不变，质量较小的黑洞 M2 的质量 增大，因此恒星的圆周运动半径增大，根据 v＝2πTR，可知，恒星的线速度 增大，故 C 正确，D 错误。
1.(双星模型)(多选)有一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，如图所
示.若图中双黑洞的质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为 圆心做匀速圆周运动.根据所学知识，下列说法中正确的是
A.双黑洞的角速度之比ω1∶ω2＝M2∶M1
√B.双黑洞的轨道半径之比r1∶r2＝M2∶M1
C.双黑洞的线速度大小之比v1∶v2＝M1∶M2
30°＝2×GMRM2 ×
3＝ 2
3GMRM2 ，星体运动的轨道半径
r＝23Rcos30°＝23×R×
3＝ 2
33R，
万有引力提供向心力 F＝ 3GMRM2 ＝Mω2r，解得ω＝
《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
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．
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:
双星系统专题课件
添加副标题
双星系统专题课件
汇报人：PPT
目录
PART One
添加目录标题
PART Three
双星系统的观测与 发现
PART Five
双星系统的研究意 义与价值
PART Two
双星系统的基本概 念
PART Four
双星系统的分类与 演化
PART Six
双星系统的观测技 术与数据处理
单击添加章节标题
双星系统的形 成和演化过程， 可以为我们提 供关于恒星形 成和演化的重
要信息。
双星系统的相 互作用和演化， 可以帮助我们 理解宇宙中的 引力、电磁力 和物质相互作 用等基本物理
规律。
双星系统的研 究，还可以帮 助我们更好地 理解宇宙中的 暗物质和暗能
量等问题。
双星系统在其他学科领域的应用价值
天文学：研究双 星系统的演化和 相互作用，有助 于理解宇宙的起 源和演化
双星系统的演 化：双星系统 中的两颗恒系统的合 并：在某些情 况下，双星系 统中的两颗恒 星可能会合并， 形成一颗新的
恒星
双星系统的解 体：在某些情 况下，双星系 统中的两颗恒 星可能会解体， 形成两个独立
的恒星系统
双星系统的演化结果
双星系统的演化过程：从形成到演 化，再到最终解体
双星系统研究的前沿问题与方向
双星系统 的形成和 演化机制
双星系统 的相互作 用和动力 学特性
双星系统 中的物质 交换和能 量传输
双星系统 对周围环 境的影响 和作用
双星系统 在宇宙学 和天体物 理学中的 地位和意 义
双星系统 的未来观 测和研究 计划
双星系统研究的未来发展趋势
观测技术的进步：提高观测精度和分辨率，发现更多双星系统
双星系统专题课件
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PART Three
双星系统的观测与 发现
PART Five
双星系统的研究意 义与价值
PART Two
双星系统的基本概 念
PART Four
双星系统的分类与 演化
PART Six
双星系统的观测技 术与数据处理
单击添加章节标题
双星系统的形 成和演化过程， 可以为我们提 供关于恒星形 成和演化的重
要信息。
双星系统的相 互作用和演化， 可以帮助我们 理解宇宙中的 引力、电磁力 和物质相互作 用等基本物理
规律。
双星系统的研 究，还可以帮 助我们更好地 理解宇宙中的 暗物质和暗能
量等问题。
双星系统在其他学科领域的应用价值
天文学：研究双 星系统的演化和 相互作用，有助 于理解宇宙的起 源和演化
双星系统的演 化：双星系统 中的两颗恒系统的合 并：在某些情 况下，双星系 统中的两颗恒 星可能会合并， 形成一颗新的
恒星
双星系统的解 体：在某些情 况下，双星系 统中的两颗恒 星可能会解体， 形成两个独立
的恒星系统
双星系统的演化结果
双星系统的演化过程：从形成到演 化，再到最终解体
双星系统研究的前沿问题与方向
双星系统 的形成和 演化机制
双星系统 的相互作 用和动力 学特性
双星系统 中的物质 交换和能 量传输
双星系统 对周围环 境的影响 和作用
双星系统 在宇宙学 和天体物 理学中的 地位和意 义
双星系统 的未来观 测和研究 计划
双星系统研究的未来发展趋势
观测技术的进步：提高观测精度和分辨率，发现更多双星系统
双星模型—人教版高中物理必修二课件
n3 A. k2T
n3 B. k T
n2 C. k T
n D. kT
解析：
如图所示，设两恒星的质量分别为 M1 和 M2，轨道半径分别为 r1
和
r2.
根
据
万
有
引
力
定
律
及
牛
顿
第
二
定
律
可
得
GM1M2 r2
＝
M1
2π
T
2r1
＝
M22Tπ2r2，解得GM1r＋2 M2＝2Tπ2(r1＋r2)．即GrM3 ＝2Tπ2 ①，当两星
(3)两颗星球的周期及角速度都相同，即 T1＝T2，ω1＝ω2，
且 T1＝T2＝2π
L3 Gm1＋m2.
(4)两颗星球的轨道半径与两者间的距离关系为 r1＋r2＝L，
要注意 r1、r2 和 L 的区别．
(5)由 m1a1＝m2a2 可以推出aa21＝mm21.
【典例】
天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了 LMCX－3 双 星系统，它由可见星 A 和不可见的暗星 B 构成．将两星视为质 点，不考虑其他天体的影响，A、B 围绕两者连线上的 O 点做匀 速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示．引力常量为 G，由观测能够得到可见星 A 的速率 v 和运行周期 T.
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 (1)两颗星球角速度相同，间距不变，绕某点旋转，轨迹为 同心圆． (2)两颗星球各自需要的向心力由彼此间的万有引力提供， 即
GmL12m2＝m1ω12r1，GmL12m2＝m2ω22r2.
专题--双星与多星系统(课件)-高中物理(人教版2019必修第二册)
球间距）与星球做圆周运动的轨道半径的不同
三、双星系统的轨道半径
如图，双星的质量分别为m1、m2，它们之间的距离为L，求各自圆周 运动的半径r1、r2的大小及r1、r2的比值。
m1 r1 o
r2 m2
L
对m1: 对m2:
r 1 + r2 = L
得r1
m2 L m1 m2
，r2
m1L m1 m2
规律：m 越大，旋转半径越小，离中心越近。
双星系统的周期
如图，双星的质量分别为m1、m2，它们之间的距离为L， 轨道半径分别为r1和r2，求它们的周期T。
宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它
们的万有引力可以忽略不计。
对1分析：G
m1m2 L2
m1w2r1
1
r2
2
O r1 1
对2分析：G
m1m2 L2
M 1 r1 M 2 r2
r1
M2 M1M 2
L
r2
M1 M1 M 2
L
--------④ --------⑤ --------⑥
【思维深化】
1．若在双星模型中，图中L、m1、m2、G为已知量，双星运动的周期如何表示？
由① ⑤两式得： T 2
L3
G(m1 m2 )
2．若双星运动的周期为T，双星之间的距离为L，G已知，双星的总质量如何表示？
①各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供，即两星球间的万有引力充
当向心力
G
m1m2 L2
m112r1
G
m1m2 L2
m222r2
②两颗星的周期及角速度都相同，即周期相等，角速度相同 T1＝T2，ω1＝ω2
高考物理二轮复习核心素养微专题3宇宙双星与多星问题课件
模型 2 如图 2 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，即GLm2 2×2×cos 30°＝ma 向，其中 L＝ 2rcos 30°。三颗行星运行的方向相同，周期、角速度、线速度的大小相 等。
2．特点 (1)各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供，即GmL12m2＝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。
A．质量之积
B．质量之和
C．速率之和
D．各自的自转角速度
[解析] 两颗中子星运动到某位置的示意图如图所示。 每秒转动 12 圈，角速度已知， 中子星运动时，由万有引力提供向心力得
Gml21m2＝m1ω2r1
①
Gml21m2＝m2ω2r2
②
l＝r1＋r2
③
由①②③式得G（m1l＋2 m2）＝ω2l，所以 m1＋m2＝ωG2l3，
A．直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同
B．直线三星系统的运动周期 T＝4πR
R 5GM
3 C．三角形三星系统中星体间的距离 L＝
12 5R
D．三角形三星系统的线速度大小为12
5GM R
[解析] 直线三星系统中甲星和丙星的线速度大小相同，方向相反，选项 A 错误；三星系统中，对直线三星系统有 GMR22＋G（2MR2）2＝M4Tπ22R，解
2. (2020·江西七校联考)宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之 间的万有引力作用，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周 运动，称之为双星系统。由恒星 A 与恒星 B 组成的双星系统绕其连线上 的 O 点做匀速圆周运动，如图所示。已知它们的运行周期为 T，恒星 A 的质量为 M，恒星 B 的质量为 3M，引力常量为 G，则下列判断正确的 是( A )
新教材高中物理第七章拓展课6双星模型及近地卫星与地球同步卫星的比较pptx课件新人教版必修第二册
A．直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同
B．直线三星系统的运动周期T＝4πR
R 5GM
C．三角形三星系统中星体间的距离L＝3 152R
D．三角形三星系统的线速度大小为12
5GM R
答案：BC
拓展二 近地卫星、地球同步卫星和赤道上的物体三种匀速圆周运 动的比较
【导思】 (1)地球静止卫星和赤道上的物体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ什么相同点和不同点？ (2)地球同步卫星和近地卫星有什么相同点和不同点？
(2)两颗星体的角速度大小、周期相同吗？
【归纳】 1．双星模型 (1)模型建构 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 ①两颗星体各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供(如图)， 即GmL1m2 2＝m1ω12r1＝m2ω22r2. ②两颗星体的运动周期及角速度都相同，即T1＝T2，ω1＝ω2. ③两颗星体的轨道半径与它们之间距离的关系为r1＋r2＝L.
赤道上的物体、近地卫星、地球同步卫星的比较
向心力来源 向心力方向 重力与万有引力
的关系
赤道上的物体 万有引力的分力
重力略小于万有 引力
近地卫星
地球同步卫星
万有引力
指向地心
重力等于万有引力
线速度
v3＝ω3(R＋h) v1＜v3＜v2(v2为第一宇宙速度)
角速度 向心加速度
ω1＝ω自
ω1＝ω3＜ω2 a1＜a3＜a2
提示：(1)相同点：周期和角速度相同．不同点：向心力来源不同． 对于地球静止卫星，万有引力全部提供向心力，有GMr2m＝man＝mω2r. 对于赤道上的物体，万有引力的一个分力提供向心力，有GRM2m＝mg＋mω2R， 因此要通过v＝ωr，an＝ω2r比较两者的线速度和向心加速度的大小． (2)相同点：都是万有引力提供向心力． 即都满足GMr2m＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r＝man. 不同点：轨道半径不同．近地卫星的轨道半径约等于地球的半径，地球同步卫 星的轨道半径约等于地球半径的7倍．
B．直线三星系统的运动周期T＝4πR
R 5GM
C．三角形三星系统中星体间的距离L＝3 152R
D．三角形三星系统的线速度大小为12
5GM R
答案：BC
拓展二 近地卫星、地球同步卫星和赤道上的物体三种匀速圆周运 动的比较
【导思】 (1)地球静止卫星和赤道上的物体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ什么相同点和不同点？ (2)地球同步卫星和近地卫星有什么相同点和不同点？
(2)两颗星体的角速度大小、周期相同吗？
【归纳】 1．双星模型 (1)模型建构 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 ①两颗星体各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供(如图)， 即GmL1m2 2＝m1ω12r1＝m2ω22r2. ②两颗星体的运动周期及角速度都相同，即T1＝T2，ω1＝ω2. ③两颗星体的轨道半径与它们之间距离的关系为r1＋r2＝L.
赤道上的物体、近地卫星、地球同步卫星的比较
向心力来源 向心力方向 重力与万有引力
的关系
赤道上的物体 万有引力的分力
重力略小于万有 引力
近地卫星
地球同步卫星
万有引力
指向地心
重力等于万有引力
线速度
v3＝ω3(R＋h) v1＜v3＜v2(v2为第一宇宙速度)
角速度 向心加速度
ω1＝ω自
ω1＝ω3＜ω2 a1＜a3＜a2
提示：(1)相同点：周期和角速度相同．不同点：向心力来源不同． 对于地球静止卫星，万有引力全部提供向心力，有GMr2m＝man＝mω2r. 对于赤道上的物体，万有引力的一个分力提供向心力，有GRM2m＝mg＋mω2R， 因此要通过v＝ωr，an＝ω2r比较两者的线速度和向心加速度的大小． (2)相同点：都是万有引力提供向心力． 即都满足GMr2m＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r＝man. 不同点：轨道半径不同．近地卫星的轨道半径约等于地球的半径，地球同步卫 星的轨道半径约等于地球半径的7倍．
《宇宙双星模型》课件
2023
《宇宙双星模型》 ppt课件
REPORTING
2023
目录
• 双星模型简介 • 双星系统的运动规律 • 双星模型在天文学中的应用 • 双星模型的研究前景与挑战 • 总结与展望
2023
PART 01
双星模型简介
REPORTING
定义与概念
总结词
双星模型是指由两个恒星组成的相对稳定的系统，它们通过引力相互作用，围 绕彼此旋转。
双星演化理论的完善
虽然已经建立了一套相对完善的双星演化理论，但随着观 测数据的不断增多和理论研究的不断深入，需要进一步完 善双星演化理论。
2023
PART 05
总结与展望
REPORTING
双星模型的意义与价值
理论意义
双星模型在天文学中具有重要的理论 意义，它为研究恒星演化、星系形成 和演化等提供了重要的理论基础。
双星系统中的两颗恒星通过相互吸引和旋转，形成稳定的双星结构。在星系形成 过程中，双星系统可以聚集周围的物质，形成更大的恒星群或行星系统，从而影 响整个星系的形状和演化。
双星在恒星演化中的作用
总结词
双星在恒星演化中起到关键作用，它们通过相互作用加速恒 星的演化进程。
详细描述
在双星系统中，两颗恒星之间存在相互作用，如物质交换和 轨道扰动等，这些作用可以加速恒星的演化进程。例如，双 星中的一颗恒星可能因为吸收了另一颗恒星的物质而迅速膨 胀，最终导致超新星爆发。
详细描述
双星模型是研究恒星系统的一个重要概念，它涉及到两个恒星在相互引力的作 用下，形成一个相对稳定的系统。这两个恒星可以是类似太阳的恒星，也可以 是其他类型的天体，如白矮星、中子星等。
双星系统的形成
总结词
双星系统的形成通常发生在恒星形成过程中，当两颗恒星在引力作用下逐渐靠近，最终形成一个双星系统。
《宇宙双星模型》 ppt课件
REPORTING
2023
目录
• 双星模型简介 • 双星系统的运动规律 • 双星模型在天文学中的应用 • 双星模型的研究前景与挑战 • 总结与展望
2023
PART 01
双星模型简介
REPORTING
定义与概念
总结词
双星模型是指由两个恒星组成的相对稳定的系统，它们通过引力相互作用，围 绕彼此旋转。
双星演化理论的完善
虽然已经建立了一套相对完善的双星演化理论，但随着观 测数据的不断增多和理论研究的不断深入，需要进一步完 善双星演化理论。
2023
PART 05
总结与展望
REPORTING
双星模型的意义与价值
理论意义
双星模型在天文学中具有重要的理论 意义，它为研究恒星演化、星系形成 和演化等提供了重要的理论基础。
双星系统中的两颗恒星通过相互吸引和旋转，形成稳定的双星结构。在星系形成 过程中，双星系统可以聚集周围的物质，形成更大的恒星群或行星系统，从而影 响整个星系的形状和演化。
双星在恒星演化中的作用
总结词
双星在恒星演化中起到关键作用，它们通过相互作用加速恒 星的演化进程。
详细描述
在双星系统中，两颗恒星之间存在相互作用，如物质交换和 轨道扰动等，这些作用可以加速恒星的演化进程。例如，双 星中的一颗恒星可能因为吸收了另一颗恒星的物质而迅速膨 胀，最终导致超新星爆发。
详细描述
双星模型是研究恒星系统的一个重要概念，它涉及到两个恒星在相互引力的作 用下，形成一个相对稳定的系统。这两个恒星可以是类似太阳的恒星，也可以 是其他类型的天体，如白矮星、中子星等。
双星系统的形成
总结词
双星系统的形成通常发生在恒星形成过程中，当两颗恒星在引力作用下逐渐靠近，最终形成一个双星系统。
北斗双星定位通信系统概要课件
车辆事故预警
利用北斗双星定位数据，可以实时监测车辆行驶轨迹和速度，及时 发现车辆事故隐患，降低事故发生率。
北斗双星定位通信系统在农业领域的应用
01
农机精准作业
通过安装北斗双星定位设备，可以实现农机的精准作业，提高农业生产
效率。
02
农业物联网
结合北斗双星定位数据和物联网技术，可以实现农业生产的智能化管理，
北斗双星定位通信系统采用的星载原 子钟包括氢原子钟和铯原子钟等类型。
03
北斗双星定位通信系统应用场 景
军事领域应用
军事指挥控制
北斗双星定位通信系统能够提供高精度、高可靠性的定位和通信 服务，对于军事指挥控制具有重要意义。
武器导航
通过北斗双星定位通信系统，军事装备可以获得精确的定位信息， 提高武器打击精度和作战效能。
优势
自主可控、覆盖范围广、定位精度高、服务功能多样等。
局限性
由于起步较晚，相对于GPS等成熟系统，北斗双星定位通信系统的全球覆盖和应 用程度有待进一步提高。同时，由于技术复杂度较高，系统建设和维护成本也相 对较高。
02
北斗双星定位通信系统技术解 析
定位技 术
定位原理 北斗双星定位系统基于时差测量原理，通过测量地面用户 接收机至两颗导航卫星的信号传播时间差，计算出用户的 三维坐标位置以及地球重力场参数。
技术研发与创新 通过国际合作与交流，推动北斗双星定位通信系 统的技术研发与创新，提高系统的性能和竞争力。
04
北斗双星定位通信系统发展前 景与挑战
技术创新与突破
持续研发高精度定位技术
01
通过算法优化和硬件升级，提高北斗双星定位的精度和稳定性，
以满足不同应用场景的需求。
通信技术升级
利用北斗双星定位数据，可以实时监测车辆行驶轨迹和速度，及时 发现车辆事故隐患，降低事故发生率。
北斗双星定位通信系统在农业领域的应用
01
农机精准作业
通过安装北斗双星定位设备，可以实现农机的精准作业，提高农业生产
效率。
02
农业物联网
结合北斗双星定位数据和物联网技术，可以实现农业生产的智能化管理，
北斗双星定位通信系统采用的星载原 子钟包括氢原子钟和铯原子钟等类型。
03
北斗双星定位通信系统应用场 景
军事领域应用
军事指挥控制
北斗双星定位通信系统能够提供高精度、高可靠性的定位和通信 服务，对于军事指挥控制具有重要意义。
武器导航
通过北斗双星定位通信系统，军事装备可以获得精确的定位信息， 提高武器打击精度和作战效能。
优势
自主可控、覆盖范围广、定位精度高、服务功能多样等。
局限性
由于起步较晚，相对于GPS等成熟系统，北斗双星定位通信系统的全球覆盖和应 用程度有待进一步提高。同时，由于技术复杂度较高，系统建设和维护成本也相 对较高。
02
北斗双星定位通信系统技术解 析
定位技 术
定位原理 北斗双星定位系统基于时差测量原理，通过测量地面用户 接收机至两颗导航卫星的信号传播时间差，计算出用户的 三维坐标位置以及地球重力场参数。
技术研发与创新 通过国际合作与交流，推动北斗双星定位通信系 统的技术研发与创新，提高系统的性能和竞争力。
04
北斗双星定位通信系统发展前 景与挑战
技术创新与突破
持续研发高精度定位技术
01
通过算法优化和硬件升级，提高北斗双星定位的精度和稳定性，
以满足不同应用场景的需求。
通信技术升级
9教案-双星问题PPT课件
.
12
3．探索未知天体
.
13
例3．某双星系统由可见星A和不可见的暗星B构成。如图。 天体演化到末期，如果其质量大于太阳质量ms的2倍，它 将有可能成为黑洞。
若观测到可见星A的速率为v＝2.7×105m/s，周期为T ＝4.7π×104s，质量m1＝6ms，ms＝2.0×1030kg，引力常量 为G＝6.67×10－11N·m2/kg2 。判断暗星B有可能是黑洞吗？
的线速度大小之比约为（ ）C
A．1∶6400 C．80∶1
B．1∶80 D. 6400∶1
v1
Gm
2 2
m1 m2 L
V2
Gm12
m1 m2 L
线速度与质 量成反比
半径之比为多少？可否看成月球运动，地球不动？
.
10
2．一线穿珠中的应用
例2．小球A和B用细线连接，可以在光滑的水平杆上无摩擦 地滑动，它们的质量之比mA:mB＝3:1。当共同绕着竖直轴转动 且与杆达到相对静止时，如图，A、B两球转动的( )
V2
Gm12
m1 m2 L
v1 m2 规律：速度与质量成反比
v2 m1
.
6
5、双星运动特点
（1）双星做匀速圆周运动的周期、频率、 角速度相等。
（2）轨道半径与物体的质量成反比。 （3）线速度大小与物体的质量成反比。 （4）在双星运动中，万有引力始终与速
度垂直，转动中两星体速率不变。
.
7
区分两个距离：
其中
解得
则相邻两星体之间的距离
.
22
点评 一、三星系一统主要模型有两种：
“二绕一”模型和“三角形”模型。 二、 两种模型下的处理方法：
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
和
越大。恒星质量 越小 ，轨道半
径 质量大的，物旋体小结
* 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：
G M1M2 L2
M1
v12 r1
M1r112
物体2：
G
M1M 2 L2
M2
v22 r2
M 2r222
14
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
离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。（引力常量为G）
15
作业
• 必做题：大本：P41 典例
•
P42 4
•
小本：P115 8
• 选做题：大本：P42 5
教学补充：
“双星”问题探 究
1
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。
2
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)
3
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)。
12
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
反作用力
（思考：地球围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。
10
• 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
16
谢谢！
17
2019/10/31
18
• 3.两颗恒星的角速度有什么关系？ • ω1 =ω2
7
• 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
8
2019/10/31
4
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。
5
双星的运动
显示轨迹线 隐藏轨迹线
6
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
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
11
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
9
根据向心力的来源推导各物理量的关系
• 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