牛顿万有引力定律:任何两个有质量的物体之间都存在相互吸引的力。
公式:F=G·m₁m₂/r²
引力常量:G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²,由卡文迪许扭秤实验测得。
适用条件:质点或均匀球体(r为球心距)。r→0时公式不适用(物体不能视为质点)。
天体运动:万有引力提供向心力:
GMm/r² = mv²/r → v=√(GM/r)
GMm/r² = m(4π²/T²)r → T²=4π²r³/(GM)(开普勒第三定律)
第一宇宙速度:v₁=√(gR)=√(GM/R)≈7.9km/s(近地卫星环绕速度)
黄金代换:GM=gR²(地球表面万有引力近似等于重力)
A:地球表面物体的重力是万有引力的一个分力(另一个分力提供自转向心力)。在两极重力=万有引力,在赤道重力=万有引力-向心力。通常近似认为mg=GMm/R²,即GM=gR²。
A:卫星有足够大的水平速度,万有引力全部用来提供向心力改变速度方向,使卫星做圆周运动。速度达到第一宇宙速度7.9km/s时,物体绕地球做圆周运动而不落地。
A:公式上F→∞,但实际r很小时物体不能视为质点,公式不再适用。两个接触的物体r=0但引力不是无穷大,因为需要用积分计算各质元间的引力。