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高等物理必修课:万有引力定律及其应用1。Mg=16 N。

m=1.6kg

根据牛顿第二定律

F-mg'=ma

g '=(F-ma)/m=(9-1.6 * 5)/1.6=5/8m/s

g=GM/R,g'=GM/(R h)

g/g'=(R h) /R=10/(5/8)=16

R h=4R

h=3R

2、GmM/(R h)=m(R h)(2/T)

M=4(右)/(东)

v=4 r/3

=M/V=3(R h) /(GT R)

当h=6r时,h=2.5R

那么:line=(3(R H)/(GTR)):(3(R H)/(GTR))=((R H)/(TR))=((7R)/(TR)):(

T :T=4:1,T:T=2:1

地球的周期是T=24h,所以行星的周期是T=12h.

3.如果天体表面压力刚好为0,那么引力=重力起向心力的作用。

GmM/R=mR(2/T)

M=4河

v=4 r/3

=M/V=3/(GT)

T=(3/(G)

4.引力等于重力,即GMM/r=毫克/6。

GM=g r /6

它的第一个宇宙速度

v=(GM/r)=(g r /6r)=(g r/6)

第二宇宙速度

v=2 v=(2g r/6)=(克r/3)

5.轨道的半长轴R=(212 1700)/2 1740=2696公里

设月球半径为R,卫星近月周期为T,那么根据开普勒第三定律

R /T=r /t

t=(r t/r)=( 1740000(3.5h)/2696000)=6533s

月球的第一宇宙速度

v=2r/t=1673米/秒

v=(GM/r)

M=v r/G=7.310^22kg

6.轨道半径可由高度求得,加上已知周期可得轨道运行速度;

然后根据运行速度公式v=(GM/r)可得GM,根据万有引力等于重力的事实,即GMM/r=mg,则地表重力加速度G=GM/r;

行驶加速度a=4 r/t=v/r=GM/r

万有引力定律的适用条件和范围。很多同学很想知道万有引力定律的适用条件和范围是什么。我整理了相关资料,希望对大家有帮助!

万有引力定律的适用条件是什么?

中学物理中的万有引力定律只适用于两个粒子间万有引力的计算。如果不能把一个物体看成一个粒子,那么这个定律就不成立,或者需要用微分的方法把这个物体分成很多个粒子,然后依次计算粒子之间的万有引力,然后把这些画成矢量和,这在中学实际上是无法计算的。

广义来说,万有引力定律适用于所有物体间引力的计算。

1重力的适用范围

万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引。引力的大小与这两个物体的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比。

因此:

1.万有引力并不是说所有的物质都只有引力。比如两个气体质量不一定互相吸引,高能粒子不一定互相吸引。

2.引力只是意味着物体之间存在引力。当然,并不是所有的物体都有吸引力。例如,同性磁铁互相排斥。

以上两条规定了重力的适用范围。

1万有引力公式适用于什么情况?

(1)严格地说,它只适用于粒子之间的相互作用;

质量分割均匀的两个球体之间的相互作用也可以用这个定律计算,(其中R是两个球体之间的距离);

均匀球与球外质点之间的万有引力也适用(R为球心到质点的距离);

当两物体之间的距离远大于物体本身的尺寸时,公式也近似适用,(其中R为两物体物理中心之间的距离);

重力是物体之间的相互作用,因为它们的质量。

它的大小与一个物体的质量和两个物体之间的距离有关。物体质量越大,它们之间的引力越大;物体之间的距离越远,它们之间的引力就会越小。

万有引力定律及其应用(急!)万有引力定律和牛顿三定律是不相关的,是牛顿力学最基本的两个假设。它们不是推导出来的,而是大量实验事实总结出来的。

很明显,它一定是向外偏的,正因为如此,可以肯定天王星以外的恒星会对它施加一个力。否则,如果海王星不存在,牛顿力学就被否定了,这也是牛顿力学最成功的预言之一。以至于后来狭义相对论成立的时候,很多物理学家都坚持自己的意见。牛顿力学曾经是对世界如此完美的诠释。

万有引力定律的力学应用,使得a1提前知道了一个质点的重力加速度。根据牛顿第二定律。替换上一个等式中的F

同理可得a2。

根据国际单位制,重力加速度(和其他一般加速度一样)的单位定义为米/平方秒(m/s或m/s)。非国际单位制单位包括伽利略,单位G(见下文)和平方英尺每秒。

请注意,上式中a1和m1的加速度在实际中并不依赖于m1的值。因此可以推断,任何物体,无论质量大小,都会以相同的速度落向地面(忽略空气阻力)。

如果物体在运动过程中R只有微小的变化,比如在地面附近自由落体,重力加速度几乎不变(见词条重力)。对于一个巨大的物体来说,R的变化引起的不同位置的重力变化,会造成巨大的、可观的引潮力效应。

设m1为地球质量5.98*10 kg,m2为1kg,r为地球半径6380000m。代入万有引力公式,我们计算出F=9.8N,也就是说1kg物体在地球表面的重力是9.8N,换句话说,方程两边除以m2,结果就是重力加速度g。

具有空间宽度的对象:

如果所讨论的物体具有空间宽度(远大于理论粒子),那么它们之间的万有引力就可以通过物体等效粒子的万有引力之和来计算。在极限上,当组成粒子接近“无穷小”时,就需要在空间范围内求两个物体之间的力的积分(矢量公式见下文)。

可以得出这样的结论:如果一个物体的质量分布是均匀的球形,那么它对外部物体的引力就和所有质量都集中在物体几何中心时一样。(这不适用于非球面对称物体)。

向量公式:

地球周围空间的引力示意图:在这个数量级上,地球表面的曲率可以忽略不计,所以磁力线可以近似平行,指向地心。牛顿万有引力定律也可以用矢量方程的形式表示,来计算万有引力的方向和大小。在下面的公式中,粗体显示的量代表矢量。

其中包括:

f:物体1对物体2的吸引力

重力常数

以及m:分别是物体1和物体2的质量。

R=| r r |:物体2和物体1之间的距离。

R1=r r物体2和物体1之间的距离

:从对象1到对象2的单位向量

可以看出,向量方程的形式与前面给出的标量方程相似,只是向量方程中的f是一个向量,向量方程右端乘以对应的单位向量。此外,我们可以看到:F=F

同样,重力加速度的矢量方程与其标量方程相似。1.万有引力是由于地球的引力,但我们能说万有引力就是引力吗?这个问题的分析要从地球自转说起。地球自转,地球上的物体做圆周运动,向心力f=Mr=Mrcosa由重力f提供,重力f是f的一个分量,cosa是重力f与赤道面夹角的余弦,f的另一个分量f是物体的重力,也就是F=mg.

可见,地球对物体的万有引力是物体受引力的原因,但引力并不完全等于万有引力。这是因为物体随地球旋转,需要一部分万有引力提供向心力。

2.万有引力和万有引力的关系。

(1)重力和纬度的关系

在赤道上,满足mg=F-F方向(物体受到万有引力和地球对物体的支撑力Fn的作用,合力作为向心力,Fn的大小等于物体的重力)。

在地球两极,由于F方向=0,即mg=F,在其他位置,mg,F,F方向符合平行四边形法则。同一物体的引力在赤道处最小,随着纬度的增加而增加。

(2)重力、重力加速度与高度的关系

在离地高度h处,如果不考虑地球自转的影响,mg '=f=GMM/(r h);mg=地面的GMM/r。

离地高度h处的重力加速度g'=GM/(r h),地面处g=GM/r。

在离地面高度为h的轨道上运行的航天器中,质量为m的物体的引力就是那里的万有引力,即mg'=GMM/(r h),但它的引力不能用测力计测得。一个天体围绕另一个中心天体做匀速圆周运动。它的向心力是由重力提供的。即f=GMM/r mg=ma方向,而a方向=v/r= r=v=(4/t) r=4 fr。所以应用万有引力定律解决天体相关问题时主要有以下测量关系:f=GMM/r (r为轨道半径)=mg=ma方向=MV。

重力场:

球状星团M13证明引力场的存在。重力场是一个矢量场,用来描述任意空间中某一点单位质量的物体所受的重力。但实际上等于物体在该点的重力加速度。

下面是一个普适的矢量公式,可以应用于两个以上物体的计算(比如一个往返于地球和月球之间的火箭)。对于两个物体的情况(假设物体1是火箭,物体2是地球),我们可以使用代入法,用M代替M,将重力场表示为:

所以我们可以得到:

这个公式不受产生引力场的物体的限制。重力场的单位是力除以质量;在国际单位制中,它被定义为n千克(牛顿每千克)。1.计算天体的质量

(1)计算地球的质量

如果不考虑地球自转,地面物体的引力就是地球的万有引力。

Mg=GMM/r,由此可得地球质量m=gr/g。

(2)计算太阳的质量。

测量地球绕太阳公转一周的轨道半径,把轨道看成一个圆。匀速圆周运动的向心力是万有引力。

即GMM/r=m (2/t) r地球质量为m,太阳质量为m=4 r/gt。

人造卫星的质量,卫星绕天体运行的周期和轨道半径都是用类似的方法知道的。

天体的质量是可以计算的。

2.估计天体的密度

如果一个天体的半径为R,卫星绕天体表面运行时的轨道半径为R,

并且已知的操作周期被测量为T.

设卫星质量为m,则GMM/r=m (2/t) r,天体质量m=4 r/gt。

体积v=4 r/3=m/v=3/gt

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