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
F引=
k
,其中
k为常量,
m1、
m2分别为两个物体的质量,
r为两个物体间的距离。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—周所用的时间叫做周期,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
T= 2
π
。