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(完整版)万有引力定律公式总结
万有引力定律知识点
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一、三种模型
1、匀速圆周运动模型:无论自然天体还是人造天体都可以看成质点,围绕中心天体做匀速圆周运动。
2、双星模型:将两颗彼此距离较近的恒星称为双星,它们相互之间的万有引力提供各自转动的向心力.
3、“天体相遇"模型:两天体相遇,实际上是指两天体相距最近.
二、两种学说
1、地心说:代表人物是古希腊科学托勒密 2、日心说:代表人物是波兰天文学家哥白尼
三、两个定律
第一定律(椭圆定律):所有行星绕太阳的运动轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的每一个焦点上。
第二定律(面积定律):对每一个行星而言,太阳和行星的连线,在相等时间内扫过相同的面积。
第三定律(周期定律):所有行星绕太阳运动的椭圆轨道半长轴R的三次方跟公转周期T的二次方的比值都相等.
(表达式)
四、基础公式
线速度:v ==== 角速度:== ==
向心力:F=m=m(2r=m(2)2r= m(2)2r=m=m
向心加速度:a= = (2r= (2)2r= (2)2r==
五、两个基本思路
1.万有引力提供向心力:
2.忽略地球自转的影响: (,黄金代换式)
六、测量中心天体的质量和密度
测质量:
1.已知表面重力加速度g,和地球半径R.(,则)一般用于地球
2.已知环绕天体周期T和轨道半径r。( ,则)
3.已知环绕天体的线速度v和轨道半径r.(,则)
4.已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r(,则)
5.已知环绕天体的线速度v和周期T(,,联立得)
测密度:
已知环绕天体的质量m、周期T、轨道半径r.中心天体的半径R,求中心天体的密度ρ
解:由万有引力充当向心力
则——①
又—-② 联立两式得:
当R=r时,有
注:R中心天体半径,r轨道半径,球体体积公式
七、星球表面重力加速度、轨道重力加速度问题
1.在星球表面: (g为表面重力加速度,R为星球半径)
2.离地面高h: (为h高处的重力加速度)
联立得与 的关系:
八、卫星绕行的向心加速度、速度、角速度、周期与半径的关系
1.,则(卫星离地心越远,向心加速度越小)
2.,则(卫星离地心越远,它运行的速度越小)
3.,则(卫星离的心越远,它运行的角速度越小)
4.,则(卫星离的心越远,它运行的周期越大)
九、三大宇宙速度
第一宇宙速度(环绕速度):7。9km/s,所有人造卫星的最小发射速度,也是最大的运行速度。
第二宇宙速度(脱离速度):11。2km/s,发射脱离地球引力的人造行星所需最小发射速度。
第三宇宙速度(逃逸速度):16.7km/s,发射脱离太阳引力的人造恒星所需最小发射速度。
十、计算第一宇宙速度(环绕速度)
简单说就是卫星或行星贴近中心天体表面的飞行速度,这时卫星或行星高度忽略,即r=R
方法一:根据中心天体质量M和半径R计算:
由得
方法二,根据中心天体半径R和表面重力加速度计算:
由F万=mg=得
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