演绎式探究—探究宇宙中的双星问题:
(l)宇宙中任何两个物体之间都存在万有引力,万有引力的大小,其中k为常量,m1、m2分别为两个物体的质量,r为两个物体问的距离。物体做圆周运动的快慢可以用它与圆心连线扫过角度的快慢来描述,用角速度ω来表示。
做匀速圆周运动的物体,运动—周所用的时问叫做周期,用T表示。T与ω的关系为:。物体做匀速圆周运动需要受到指向圆心的力叫做向心力。质量为m的物体以角速度ω做半径为r的匀速圆周运动,向心力的大小F心=mω2r,则在m与ω一定时,F心与r的关系可用图甲中的图线 表示。
(2)被相互引力系在一起、互相绕转的两颗星叫物理双星,双星是绕公共圆心转动的一对恒星,各自需要的向心力由彼此的万有引力相互提供,转动的周期和角速度都相同。如图乙所示,质量为m1、m2的双星,运动半径分别为r1、r2,它们之问的距离L=rl+r2。
请推理证明:周期
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