太阳与行星的引力  万有引力定律

主编:黄冈中学物理集体备课组

一、太阳与行星的引力

设行星质量为m,太阳质量为M,间距为r.

   ①

      ②

由①②F=4π2km/r2

可见

由牛顿第三定律,行星对太阳的引力

月地检验:牛顿时代已知月球与地球间距r=60R

周期T=1个月,g=9.8m/s2,月球的向心加速度

二、万有引力定律

1、内容

2、大小,G=6.67×10-11Nm2/kg(引力恒量)

3、适用范围:

(1)质点间引力;

(2)质量均匀分布的球体间引力计算.

三、万有引力定律的理解

1、式中G值:相当于两个质量均为1kg,相距1m,其相互引力甚小,只有6.67×10-11N.由于引力恒量太小,这正是牛顿万有引力定律发表一百余年后,英国学者卡文迪许才测定的.

2、定律的应用时具有以下性质:

(1)普遍性;(2)宏观性;(3)相互性.

例1、对于万有引力定律的数学表达式,下列说法正确的是( )

A.公式中G为引力常量,是人为规定的

B.r趋近零时,万有引力趋于无穷大

C.m1,m2受到的万有引力总是大小相等,与m1,m2的大小无关

D.m1,m2受到的万有引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力

答案:C

例2、如图所示,一个半径为R、质量为M的均匀球体,紧贴球的边缘挖去一个半径为的球形后,对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大?

解析:

  完整的均质球体对球外质点m的引力为,这个引力可以看成是挖去球穴后的剩余部分对质点的引力F1与半径为的小球对质点的引力F2之和,即F=F1十F2

  设半径为的小球质量为M′,则

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