2016年高一物理万有引力定律的应用知识点

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查字典物理网 2016-12-04

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万有引力定律的应用

(天体质量M, 卫星质量m，天体半径R,轨道半径r，天体表面重力加速度g ，卫星运行向心加速度an卫星运行周期T)

解决天体(卫星)运动问题的两种基本思路:一是把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供;二是在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力.

(1)万有引力=向心力

(一个天体绕另一个天体作圆周运动时，r=R+h )

(2)用万有引力定律求中心星球的质量和密度

(3)万有引力和重力的关系:

一般的星球都在不停地自转，星球表面的物体随星球自转需要向心力，因此星球表面上的物体所受的万有引力有两个作用效果：一个是重力，一个是向心力。星球表面的物体所受的万有引力的一个分力是重力，另一个分力是使该物体随星球自转所需的向心力。

(4)双星：

宇宙中往往会有相距较近，质量可以相比的两颗星球，它们离其它星球都较远，因此其它星球对它们的万有引力可以忽略不计。在这种情况下，它们将各自围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动。这种结构叫做双星。

(1)由于双星和该固定点总保持三点共线，所以在相同时间内转过的角度必相等，即双星做匀速圆周运动的角速度必相等，因此周期也必然相同。

(2)由于每颗星的向心力都是由双星间相互作用的万有引力提供的，因此大小必然相等

注意：万有引力定律表达式中的r表示双星间的距离，按题意应该是L，而向心力表达式中的r表示它们各自做圆周运动的半径，在本题中为r1、r2，千万不可混淆。

当我们只研究地球和太阳系统或地球和月亮系统时(其他星体对它们的万有引力相比而言都可以忽略不计)，其实也是一个双星系统，只是中心星球的质量远大于环绕星球的质量，因此固定点几乎就在中心星球的球心。可以认为它是固定不动的。

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