物理萬(wàn)有引力公式大全?高中物理萬(wàn)有引力公式 1.開(kāi)普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)} 2.萬(wàn)有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,那么,物理萬(wàn)有引力公式大全?一起來(lái)了解一下吧。
高中物理萬(wàn)有引力公式
1.開(kāi)普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)}
2.萬(wàn)有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)}
4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質(zhì)量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3
=16.7km/s
6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:
(1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,F向=F萬(wàn);
(2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。
萬(wàn)有引力公式匯總是:
1、開(kāi)普勒第三定律
T2/R3=K(=4π2/GM)
R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)。
2、萬(wàn)有引力定律
F=Gm1m2/r2
G=6.67×10-11N?;m2/kg2,方向在它們的連線上。
3、天體上的重力和重力加速度
GMm/R2=mg
R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)。
4、衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期
V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2
M:中心天體質(zhì)量。
牛頓普適的萬(wàn)有引力定律表述如下:
任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)都存在通過(guò)其連心線方向上的相互吸引的力。該引力大小與它們質(zhì)量的乘積成正比與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學(xué)組成和其間介質(zhì)種類無(wú)關(guān)。
萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn),是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一。它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一了起來(lái),對(duì)以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。它第一次解釋了(自然界中四種相互作用之一)一種基本相互作用的規(guī)律,在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上樹(shù)立了一座里程碑。
萬(wàn)有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個(gè)物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大,它們之間的萬(wàn)有引力就越大;物體之間的距離越遠(yuǎn),它們之間的萬(wàn)有引力就越小。兩個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬(wàn)有引力,可以用以下公式計(jì)算:F=GmM/r^2,即萬(wàn)有引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量,其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位N·m2/kg2。為英國(guó)科學(xué)家卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)得。萬(wàn)有引力的推導(dǎo):若將行星的軌道近似的看成圓形,從開(kāi)普勒第二定律可得行星運(yùn)動(dòng)的角速度是一定的,即:ω=2π/T(周期)如果行星的質(zhì)量是m,離太陽(yáng)的距離是r,周期是T,那么由運(yùn)動(dòng)方程式可得,行星受到的力的作用大小為mrω^2=mr(4π^2)/T^2另外,由開(kāi)普勒第三定律可得r^3/T^2=常數(shù)k'那么沿太陽(yáng)方向的力為mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2由作用力和反作用力的關(guān)系可知,太陽(yáng)也受到以上相同大小的力。從太陽(yáng)的角度看,(太陽(yáng)的質(zhì)量M)(k'')(4π^2)/r^2是太陽(yáng)受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧Γ蛇@兩個(gè)式子比較可知,k'包含了太陽(yáng)的質(zhì)量M,k''包含了行星的質(zhì)量m。
萬(wàn)有引力
1.開(kāi)普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM) R:軌道半徑 T :周期 K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān))
2.萬(wàn)有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2方向在它們的連線上
3.天體上的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天體半徑(m)
4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期 V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R^3)1/2 T=2π(R^3/GM)1/2
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s
6.地球同步衛(wèi)星GMm/(R+h)^2=m*4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面的高度
注:(1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,F心=F萬(wàn)。(2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等。(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同。(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小。(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9Km/S。
機(jī)械能
1.功
(1)做功的兩個(gè)條件: 作用在物體上的力.
物體在里的方向上通過(guò)的距離.
(2)功的大小: W=Fscosa 功是標(biāo)量 功的單位:焦耳(J)
1J=1N*m
當(dāng) 0<= a <派/2 w>0 F做正功 F是動(dòng)力
當(dāng) a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功
當(dāng) 派/2<= a <派 W<0 F做負(fù)功 F是阻力
(3)總功的求法:
W總=W1+W2+W3……Wn
W總=F合Scosa
2.功率
(1) 定義:功跟完成這些功所用時(shí)間的比值.
P=W/t 功率是標(biāo)量 功率單位:瓦特(w)
此公式求的是平均功率
1w=1J/s 1000w=1kw
(2) 功率的另一個(gè)表達(dá)式: P=Fvcosa
當(dāng)F與v方向相同時(shí), P=Fv. (此時(shí)cos0度=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬時(shí)功率
1)平均功率: 當(dāng)v為平均速度時(shí)
2)瞬時(shí)功率: 當(dāng)v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度
(3) 額定功率: 指機(jī)器正常工作時(shí)最大輸出功率
實(shí)際功率: 指機(jī)器在實(shí)際工作中的輸出功率
正常工作時(shí): 實(shí)際功率≤額定功率
(4) 機(jī)車運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(前提:阻力f恒定)
P=Fv F=ma+f (由牛頓第二定律得)
汽車啟動(dòng)有兩種模式
1) 汽車以恒定功率啟動(dòng) (a在減小,一直到0)
P恒定 v在增加 F在減小 尤F=ma+f
當(dāng)F減小=f時(shí) v此時(shí)有最大值
2) 汽車以恒定加速度前進(jìn)(a開(kāi)始恒定,在逐漸減小到0)
a恒定 F不變(F=ma+f) V在增加 P實(shí)逐漸增加最大
此時(shí)的P為額定功率 即P一定
P恒定 v在增加 F在減小 尤F=ma+f
當(dāng)F減小=f時(shí) v此時(shí)有最大值
3.功和能
(1) 功和能的關(guān)系: 做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程
功是能量轉(zhuǎn)化的量度
(2) 功和能的區(qū)別: 能是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的物理量,即過(guò)程量
功是物體狀態(tài)變化過(guò)程有關(guān)的物理量,即狀態(tài)量
這是功和能的根本區(qū)別.
4.動(dòng)能.動(dòng)能定理
(1) 動(dòng)能定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量. 用Ek表示
表達(dá)式 Ek=1/2mv^2 能是標(biāo)量 也是過(guò)程量
單位:焦耳(J) 1kg*m^2/s^2 = 1J
(2) 動(dòng)能定理內(nèi)容:合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化
表達(dá)式 W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2
適用范圍:恒力做功,變力做功,分段做功,全程做功
5.重力勢(shì)能
(1) 定義:物體由于被舉高而具有的能量. 用Ep表示
表達(dá)式 Ep=mgh 是標(biāo)量 單位:焦耳(J)
(2) 重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系
W重=-ΔEp
重力勢(shì)能的變化由重力做功來(lái)量度
(3) 重力做功的特點(diǎn):只和初末位置有關(guān),跟物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)
重力勢(shì)能是相對(duì)性的,和參考平面有關(guān),一般以地面為參考平面
重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的,和參考平面無(wú)關(guān)
(4) 彈性勢(shì)能:物體由于形變而具有的能量
彈性勢(shì)能存在于發(fā)生彈性形變的物體中,跟形變的大小有關(guān)
彈性勢(shì)能的變化由彈力做功來(lái)量度
6.機(jī)械能守恒定律
(1) 機(jī)械能:動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能的總稱
總機(jī)械能:E=Ek+Ep 是標(biāo)量 也具有相對(duì)性
機(jī)械能的變化,等于非重力做功 (比如阻力做的功)
ΔE=W非重
機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化
(2) 機(jī)械能守恒定律: 只有重力做功的情況下,物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能
發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能保持不變
表達(dá)式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立條件:只有重力做功
萬(wàn)有引力的公式是F=G*(m1*m2)/r^2,該公式描述了兩個(gè)物體之間產(chǎn)生的引力大小和距離的關(guān)系。
下面將詳細(xì)介紹這個(gè)公式以及其推導(dǎo)過(guò)程。
1.引力的定義和定律
引力是一種相互作用力,是物體之間由于質(zhì)量而產(chǎn)生的相互吸引的作用力。根據(jù)牛頓第一定律,物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,除非外力作用于其上。因此,如果物體被某種力拉動(dòng),它就會(huì)加速或改變方向。
牛頓的第二定律表明,物理的動(dòng)量隨時(shí)間的改變率等于受到的合外力。而萬(wàn)有引力定律是牛頓第二定律的一種特殊情況,描述了物體之間的引力大小和距離的關(guān)系。
2.引力公式的推導(dǎo)
萬(wàn)有引力公式最初由牛頓在1687年提出。為了推導(dǎo)萬(wàn)有引力公式,我們需要考慮兩個(gè)物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),以及它們之間的引力。假設(shè)兩個(gè)物體的質(zhì)量分別為m1和m2,它們之間的距離為r。那么,它們之間的引力可以表示為F。
根據(jù)牛頓第三定律,我們可以得到:F=-F'(F和F'分別代表物體1對(duì)物體2的引力和物體2對(duì)物體1的引力)
我們可以假設(shè)兩個(gè)物體之間的吸引力是一種標(biāo)量,也就是說(shuō),吸引力不區(qū)分方向。
以上就是物理萬(wàn)有引力公式大全的全部?jī)?nèi)容,萬(wàn)有引力公式匯總是:1、開(kāi)普勒第三定律 T2/R3=K(=4π2/GM)R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)。2、萬(wàn)有引力定律 F=Gm1m2/r2 G=6.67×10-11N?;m2/kg2。