问题 填空题

A.如图所示,光滑的半圆槽内,A球从高h处沿槽自由滑下,与静止在槽底的B球相碰,若碰撞后A球和B球到达的最大高度均为h/9,A球、B球的质量之比为______或______.

B.新发现的双子星系统“开普勒-47”有一对互相围绕运行的恒星,运行周期为T,其中一颗大恒星的质量为M,另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一.已知引力常量为G.大、小两颗恒星的转动半径之比为______,两颗恒星相距______.

答案

(1)碰撞前A球的速度v0=

2gh

碰撞后A球和B球到达的最大高度均为

h
9

根据机械能守恒定律得:

1
2
mv2=mg•
h
9

解得:v=

2gh
3

若碰撞后A以速度v方向,B以速度v向右运动,则有:

mAv0=-mAv+mBv

解得:

mA
mB
=
1
4

若碰撞后AB一起以速度v向右运动,则有:

mAv0=(mA+mB)v

解得:

mA
mB
=
1
2

(2)根据万有引力提供向心力得:

G

M•
1
3
M
r2
=M
2r1
T2
=
1
3
M
2r2
T2

r=r1+r2

解得:

r1
r2
=
1
3

r=

3
GMT2
3π2

故答案为:(1)1:4;1:2;(2)1:3;

3
GMT2
3π2

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