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图示为宇宙中一恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星O 的运行轨道近似为圆.已知引力常量为G ,天文学家观测得到A 行星的运行轨道半径为R0,周期为T0

(l)中央恒星O 的质量是多大?

(2)经长期观测发现,A 行星的实际运行轨道与理论轨道有少许偏差,并且每隔t0时间其运行轨道偏离理论轨道最大,天文学家认为出现这种现象的原因可能是A 行星外侧还存在着一颗未知的行星B (假设其运行的圆轨道与A 在同一平面内,且与A 的绕行方向相同).根据上述现象和假设,试估算未知行星的运动周期和轨道半径.

答案

⑴设中央恒星O的质量为MA行星的质量为m,则由万有引力定律和牛顿第二定律得 

    (2分)

解得      (2分)

⑵由题意可知:A、B相距最近时,BA的影响最大,且每隔时间相距最近,设B行星的周期为,则有     (2分)

解得     (1分)

B行星的运行轨道半径为,根据开普勒第三定律有     (2分)

解得    (1分)


解析:

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