万有引力定律公式的适用范围
万有引力定律适用范围
万有引力定律是著名的物理学家爱因斯坦提出的一条重要定律，它解释了物体之间的引力作用。
万有引力定律规定，任何两个物体之间都存在着引力，引力的大小取决于它们之间的质量，距离和它们之间的质量。
万有引力定律的适用范围是广泛的，它适用于宇宙中的任何物体，包括星球、行星、小行星、恒星、黑洞、星云、星系和宇宙。
它也适用于地球上的任何物体，例如飞机、卫星、人类、动物、植物、岩石、水等等。
万有引力定律不仅仅适用于物体之间的引力，它还可以用来解释物理现象，如地球的潮汐、行星的轨道运动等。
例如，太阳对地球的引力使地球绕太阳转，而地球对月球的引力使月球绕地球转，这些都是万有引力定律的体现。
此外，万有引力定律还可以用来解释量子力学中的一些现象，例如量子力学中的量子隧穿效应。
量子隧穿效应是指一个粒子可以穿过一个潜在的屏障，而不用能量，这是由于粒子的波函数可以穿过屏障，而万有引力定律可以解释这一现象。
总之，万有引力定律是一条重要的定律，它适用于宇宙中的任何物体，也适用于地球上的任何物体，可以用来解释物理现象和量子力学中的现象。
万有引力定律天体运动
3
GM
0
2
2
可得F=
m 3 R 0 g 0 0
4
，即C也正确.
延伸· 拓展
【例1】2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星， 其定点位置与东经98°的经线在同一平面内.若 把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似为东经98° 和北纬a=40°已知地球半径R、地球自转周期T、 地球表面重力加速度g(视为常数)和光速c，试求 该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收 站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示).
2 2 2
图4-5-1
2
)3 R 2R( c
R gT 4
2
2
2
1
) 3 cos a
延伸· 拓展
【解题回顾】这种题型是近几年高考的常 见题型.特别是与中国的“神舟”号有关 或是与通信卫星有关内容.大家在解题时 要注意经纬度意义.并画出示意图.
延伸· 拓展
【解析】这题主要是考查学生对万有引力定律、牛顿 定律在天体中运用的理解程度.同时也考查了考生数学 知识的应用能力.大家要建立无线电波传播的几何图景， 根据速度公式和余弦定理可求解. 设m为卫星质量，M为地球质量，r为卫星到地球中心 的距离，为卫星绕地心转动的角速度.由万有引力定律 和牛顿定律有: GMm/r２=m2r， 式中G为万有引力恒量，
要点· 疑点· 考点
4.三种宇宙速度 (1)第一宇宙速度(环绕速度)：v1=7.9km/s，是 人造地球卫星的最小发射速度，是绕地球做匀 速圆周运动中的最大速度. (2)第二宇宙速度(脱离速度)：v2=11.2km/s，使 物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. (3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3=16.7km/s，使 物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.
万有引力定律公式总结
万有引力定律公式总结.1．万有引力提供向心力：ma r Tm r m r v m r M G ====222224m πω 2.忽略地球自转的影响：mg RGM =2m （2g R GM =，黄金代换式）一、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 。
（mg R GM =2m，则G gR M 2=）一般用于地球 2．已知环绕天体周期T 和轨道半径r 。
(r T m r Mm G 2224π= ，则2324GT r M π=) 3．已知环绕天体的线速度v 和轨道半径r 。
（r v m rMm G 22=，则G rv M 2=）4．已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r （r m rMm G 22ω=，则G r M 32ω=）5．已知环绕天体的线速度v 和周期T （T rv π2=,r v m rM G 22m =，联立得G T M π2v 3=）测密度：（以2为例说明）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r T m r Mm G 2224π= 则2324GT r M π=——① 又334R V M πρρ⋅==——②联立两式得：3233RGT r πρ= 当R=r 时，有23GTπρ=注：R 中心天体半径，r 轨道半径，球体体积公式334R V π= 二、星球表面重力加速度、轨道重力加速度问题 1．在星球表面: 2R GMmg =（g 为表面重力加速度，R 为星球半径） 2．离地面高h: 2)(h R GMg m +='（g '为h 高处的重力加速度）联立得g'与g 的关系： 22)('h R gR g += 三、卫星绕行的向心加速度、速度、角速度、周期与半径的关系 1．ma r M G=2m ，则2a rMG =（卫星离地心越远，向心加速度越小） 2．r v m rMm G 22=，则rGMv =（卫星离地心越远，它运行的速度越小） 3．rm r Mm G22ω=，则3r GM =ω（卫星离的心越远，它运行的角速度越小） 4．r Tm r Mm G 2224π=，则GMT 32r 4π=（卫星离的心越远，它运行的周期越大） 四、三个宇宙速度。
【学霸笔记】物理必修二6.3万有引力定律
第三节 万有引力定律一、万有引力定律1、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成正比，与它们之间距离r 的二次方成反比．2、公式：F ＝G m 1m 2r2 3、方向：两物体连线指向受力物体。
4、理解：①普适性即大到天体小到原子分子都会受到万有引力作用。
②宏观性即地面上的一般物体或更小分子原子之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用③相互性即m1吸引m2同时m2也在吸引m1。
④客观性即万有引力是客观存在的。
⑤独立性即周围环境不会影响两物体间的万有引力，两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关。
5、说明：①此公式适用于质点之间的相互作用。
②质量分布均匀的球体r 为两球体球心之间的距离。
③质量分布均匀的球体与质点的引力r 为质点到球心之间的距离。
④特别注意：r 趋向于无穷小，F 趋向于无限大，此说法是错误的，因为r 无限性公式不在成立。
6、万有引力的两个推论：①在均匀质量的球层空腔内的任意位置，质点受到的该球层的万有引力为零。
②在均匀质量的球体内部距离球心r 处质点受到的万有引力等于半径为r 的球体对其的引力。
二、万有引力与重力的关系1.万有引力的作用效果：万有引力F ＝G Mm R2的效果有两个： ①一个是重力mg ，②另一个是物体随地球自转需要的向心力F n ＝mrω2．2．重力与纬度的关系：地面上物体的重力随纬度的升高而变大．①赤道上：重力和向心力在一条直线上F ＝F n ＋mg ，即G Mm R 2＝mr ω2＋mg ，所以mg ＝G Mm R 2－mr ω2. ②地球两极处：向心力为零，所以mg ＝F ＝G Mm R 2.③其他位置：重力是万有引力的一个分力，重力的大小mg ＜G Mm R 2，重力的方向偏离地心．3.在粗略计算式，万有引力等于重力，即mg ＝G Mm R 2，GM=gR 2，此式子又被成为“黄金代换”。
万有引力定律的应用(共11张PPT)
宇宙速度的计算
第一宇宙速度
根据万有引力定律，可以 计算出环绕地球运行的最 大速度，即第一宇宙速度。
第二宇宙速度
通过万有引力定律，还可 以计算出逃离地球引力的 最小速度，即第二宇宙速 度。
第三宇宙速度
利用万有引力定律，可以 计算出逃离太阳系所需的 最小速度，即第三宇宙速 度。
03
万有引力定律在地球科学中的应 用
万有引力定律的公式
总结词
万有引力定律的公式是F=G(m1m2)/r²，其中F表示两物体之间的万有引力，G 是自然界的常量，m1和m2分别表示两个物体的质量，r表示两物体之间的距 离。
详细描述
这个公式是万有引力定律的核心内容，它精确地描述了两个物体之间万有引力 的数量关系。根据这个公式，我们可以计算出任意两个物体之间的万有引力的 大小。
桥梁和建筑物的稳定性分析
桥梁和建筑物的稳定性分 析
万有引力定律可以用来计算建筑物或桥梁的 支撑结构所受的重力，从而评估其稳定性。
桥梁和建筑物的抗震设计
通过分析地震发生时地面运动对建筑物的影 响，利用万有引力定律计算出建筑物在地震
中的受力情况，进而优化抗震设计。
物体落地速度的计算
物体落地速度的计算
THANKS
感谢观看
统研究提供基础。
04
万有引力定律在物理实验中的应 用
重力加速度的测量
总结词
通过测量物体自由落体的时间，可以计 算出重力加速度的值。
VS
详细描述
在重力加速度的测量实验中，通常使用自 由落体法。通过测量物体下落的时间，结 合已知的高度和重力加速度的公式，可以 计算出当地的重力加速度值。这种方法简 单易行，是物理学中常用的实验方法之一 。
万有引力黄金公式适用条件
万有引力黄金公式适用条件
万有引力黄金公式适用于任何有质量的物体在一定距离内的引力作用场景。
它是由万有引力定律得出的，具体公式为GM=gR^2，其中G为万有引力
常数，M为星球的质量，g为星球表面的重力加速度，R为星球的半径。
这个公式的适用范围很广，不仅仅是地球表面的物体绕地球自转，只要满足有质量、有距离的引力作用场景，都可以使用黄金代换公式。
然而，黄金代换只适用于不自转或自转很慢的天体，因为在这些天体的表面，可以认为万有引力完全提供了引力。
在快速旋转的天体表面，引力需要提供重力和向心力，所以GMM/(R^2)=mg不成立，黄金替代不适用。
以上内容仅供参考，建议查阅关于万有引力的书籍或咨询天文学家以获取更准确的信息。
万有引力定律
万有引力定律编辑本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
[1] 万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适的万有引力定律表示如下：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。
该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
中文名万有引力定律外文名Law of universal gravitation 表达式F=(G×M₁×M₂)/R²提出者艾萨克·牛顿提出时间1687年应用学科数学、自然哲学、物理学、自然学等适用领域范围物理学、自然学等推理依据编辑伽利略在1632年实际上已经提出离心力和向心力的初步想法。
布里阿德在1645年提出了引力平方比关系的思想.牛顿在1665～1666年的手稿中，用自己的方式证明了离心力定律，但向心力这个词可能首先出现在《论运动》的第一个手稿中。
一般人认为离心力定律是惠更斯在1673年发表的《摆钟》一书中提出来的。
根据1684年8月～10月的《论回转物体的运动》一文手稿中，牛顿很可能在这个手稿中第一次提出向心力及其定义。
万有引力与相作用的物体的质量乘积成正比，是发现引力平方反比定律过渡到发现万有引力定律的必要阶段.·牛顿从1665年至1685年，花了整整20年的时间，才沿着离心力—向心力—重力—万有引力概念的演化顺序，终于提出“万有引力”这个概念和词汇。
·牛顿在《自然哲学的数学原理》第三卷中写道：“最后，如果由实验和天文学观测，普遍显示出地球周围的一切天体被地球重力所吸引，并且其重力与它们各自含有的物质之量成比例，则月球同样按照物质之量被地球重力所吸引。
另一方面，它显示出，我们的海洋被月球重力所吸引；并且一切行星相互被重力所吸引，彗星同样被太阳的重力所吸引。
由于这个规则，我们必须普遍承认，一切物体，不论是什么，都被赋与了相互的引力（gravitation）的原理。
万有引力定律应用公式及常1量
万有引力定律应用1、 常量：kg 10624⨯=地m ，m R 6104.6⨯=地，m 1048⨯=地月r ，m 105.111⨯=日地r ，kg 10230⨯=日m ，引力常量2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-（卡文迪许用扭秤装置测得） 50kg 的人在赤道上：N F 500=万，N F 2=向，向万F N F =- (其中N=mg)2、 地球同步卫星(轨道平面与赤道平面共面，绕行方向与地球自转方向相同，角速度与地球的自转角速度相同)：周期T=24h ，距离地球表面高度地R m h 5.5106.37≈⨯=，速率s km v /1.3=近地卫星：速率s km v /9.7=（第一宇宙速度）（卫星的最大环绕速度）（卫星进入轨道的最小发射速度）周期min 85≈T （卫星环绕地球的最小周期）每天绕地球绕行大约17圈3、 开普勒第三定律：2234πGM k T r == （T 为环绕天体的公转周期，r 是轨道半径，M 为中心天体质量）4、 向向F ma mg mr T mr r v m rMm G ======'2222)2(ωπ 5、 黄金代换：mg RMm G =2（M 为中心天体的质量，R 为中心天体的半径，g 为中心天体表面的重力加速度） (选择填空题可直接用黄金代换式：2gR GM =)6、 求环绕天体线速度v ：r v m r Mm G 22= r gR r GM v 2== 7、 求环绕天体周期T ：22)2(T mr rMm G π=23322gR r GM r T ππ== 8、 求环绕天体角速度：22ωmr r Mm G= 3r GM =ω 9、 求环绕天体加速度：向ma r Mm G=2 2r GM a =向 10、 求距离地球表面h 的地方的重力加速度g h 或者环绕天体的向心加速度：由向ma mg h R Mm G h ==+2)(和mg R Mm G =2可得向a g h R R g h =+=22)( （M 为中心天体的质量，R 为中心天体的半径，g 为中心天体表面的重力加速度）11、 求中心天体质量：2222)2(ωπmr T mr r v m mg rMm G ====，则可得中心天体的质量G r GTr G r v G gR M 32232224ωπ====（M 为中心天体的质量，R 为中心天体的半径，g 为中心天体表面的重力加速度，r 是两物体的质心间的距离，也是环绕天体的轨道半径）12、 求中心天体的密度（1）已知中心天体的半径R 和环绕天体的公转周期T ：由22)2(T mr r Mm G π=和334R M πρ⋅= 可得3233R GT r πρ= （当环绕天体在中心天体表面附近时，则有r=R ，则23GTπρ=，即只要知道近地卫星的运动周期即可知道地球的平均密度） （2）已知中心天体表面重力加速度g 和其半径R 由mg RMm G =2 和334R M πρ⋅=得GRg πρ43= 13、 赤道上的物体：T=24h T R v π2= 22）（向T R a π= 14、航天器变轨问题的5个注意点： （1）卫星的a 、v 、ω、T 相互联系，其中一个量变化，其他量也变； （2）卫星a 、v 、ω、T 均与卫星的质量无关，只由轨道半径r 和中心天体质量共同决定； （3） 卫星变轨时半径的变化，根据万有引力和所需向心力的大小关系判断；稳定在新轨道上的运行速度变化由rGM v = 判断。