高中物理万有引力的有关公式

bdqnwqk7个月前问题5

1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)} 2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上) 3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天体半径(m),M:天体质量(kg)} 4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量} 5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s 6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径} 任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。又名引力相互作用或重力相互作用。在一般使用上,常亦称为重力。 万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:  ω=2π/T(周期)  如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为  mrω^2=mr(4π^2)/T^2  另外,由开普勒第三定律可得  r^3/T^2=常数k'  那么沿太阳方向的力为  mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2  由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。从太阳的角度看,  (太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2  是太阳受到沿行星方向的力。因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m。由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力。  如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4・π2,那么可以表示为  万有引力=GmM/r^2