根据万有引力定律公式,推导天体和卫星有关的周期、线速度、角速度、半径、天体表面重力加速度等。
F=GMm/R^2 这个使用范围很广知道中心天体和自身速度,还有旋转半径之后就可以了
F=w^2MR 角速度 自身质量和旋转半径
F=V^2Rm 线速度 自身质量和旋转半径
F=ma向心加速度 自身质量
F=mg(只适用于在中心天体表面)
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}
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s
(万有引力知识点)计算中心天体的质量和密度
知道绕天体的卫星的轨道半径r和周期T,可由GMm/r2=m4派方r/T2==>天体质量
M=4派方r3/GT2
仅知道近天体表面人造卫星的周期,就可以求天体密度
此时轨道半径r=天体半径R,,可由GMm/R2=m4派方R/T2==>天体质量
M=4派方R3/GT2==>M/R3=4派方/GT2
天体密度p=M/三分之四派R3=4派方/GT2/三分之四派=3派/Gt2
高一物理万有引力问题
1.日心说,也称为地动说,是关于天体运动的和地心说相立的学说,它认为太阳是银河系的中心,而不是地球。 日心说的观点是1.地球是球体。2.地球在运动。3. 太阳是不动的,而且在宇宙中心,行星围绕太阳转。 2.开普勒第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。 开普勒第二定律(面积定律):对于任何一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间扫过的面积相等。 用公式表示为:SAB=SCD=SEK 开普勒第三定律(周期定律):所有的行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。用公式表示为:R^3/T^2=k.其中,R是行星公转轨道半长轴,T是行星公转周期,k=GM/4π^2(常数) 3.自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。 公式:F=GmM/r^2 4.一个质量大的铁球和一个质量小的铁球分别放在扭秤的两端。扭秤中间用一根韧性很好的钢丝系在支架上,钢丝上有个小镜子。用激光照射镜子,激光反射到一个很远的地方,标记下此时激光所在的点。 5.创立日星说:(波兰)哥白尼 修改日星说的原因:存在明显错误,如太阳是不动的且在宇宙中心,事实上太阳自转且仅仅是太阳系中心。 万有引力定律:(英国)牛顿 引力常量:(英国)卡文迪许 7.约为36000 km 9.万有引力常量约为G=6.67x10ˇ-11 N·m2 /kg2 10.公式g=GMm/rˇ2 中的r指地球半径。mvˇ2/r, mrωˇ2中的r指轨道半径。 11.通过公式来看:F=GmM/r^2.万有引力常量G的数值极小,而我们的质量m与楼房的质量M较之天体的质量也是极小的,所以几乎不能察觉。 12.黄金代换。M=gRˇ2/G.其中g为地球表面重力加速度,R为地球半径,G为引力常量。 13.轨道半径吧,应该是。