万有引力定律的应用（牛顿发现引力有什么作用）

本文目录

• 牛顿发现引力有什么作用
• 物理必修三知识点
• 牛顿发现万有引力定律有什么用
• 万有引力定律的力学应用
• 万有引力定律的应用
• 万有引力定律适用范围是什么
• “万有引力定律”有什么价值
• 高一物理 万有引力定律及其应用

牛顿发现引力有什么作用

牛顿引力的发现,可以说对世界的贡献是相当大的,它解决了人为什么不能跳得很高,为什么东西总是往下掉而不是往上飞,也可以说为以后的飞机等奠定了一定的力学基础。

万有引力的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

万有引力定律：属于自然科学领域定律，自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

万有引力公式表示

F: 两个物体之间的引力

G:万有引力常量

M: 物体1的质量

m: 物体2的质量

r: 两个物体之间的距离(大小)(r表示径向矢量)

依照国际单位制，F的单位为牛顿(N)，m1和m2的单位为千克(kg)，r 的单位为米(m)，常数G近似地等于

G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²（牛顿平方米每二次方千克）

牛顿发现万有引力的原因很多，主要因为以下几点。

1.科学发展的要求：牛顿之前，有很多天文学家在对宇宙中的星球进行观察。经过几位天文学家的观察记录，到开普勒时，他对这些观测结果进行了分析总结，得到开普勒三大定律：

a.所有行星都绕太阳做椭圆运行，太阳在所有椭圆的公共焦点上。

b.行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。

c. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，即r^3/T^2=k。

牛顿经过研究思考解决了这个问题：物体之间存在万有引力。当然他发现万有引力定量是一个漫长而曲折的过程。

2.个人原因：牛顿发现万有引力定律，虽然是科学发展的要求，生产力发展的原因，但我们不能忽略牛顿本人的一些因素：聪明 勤于思考 拥有一定的知识量。

发现过程：

牛顿认为，重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力，有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术，认为物质之间相互吸引，这使他断言，相互吸引力不但适用于硕大的天体之间，而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。

人们普遍认为，适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点，它告诉人们，支配自然和宇宙的法则是很简单的。

牛顿推动了引力定律的发展，指出万有引力不仅仅是星体的特征，也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一，万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。

当然，当时牛顿提出了万有引力理论，却未能得出万有引力的公式，因为公式中的“G”实在太小了，因此他提出：F∝mM/r²。直到1798年英国物理学家卡文迪许利用著名的卡文迪许扭秤（即卡文迪许实验）较精确地测出了引力恒量的数值。

牛顿并不是发现了重力，他是发现重力是“万有”的。每个物体都会吸引其他物体，而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。牛顿的万有引力定律说明，每一个物体都吸引着其他每一个物体，而两个物体间的引力大小，正比于这它们的质量，会随著两物体中心连线距离的平方而递减。

物理必修三知识点

　　 【万有引力定律及其应用】

　　1.万有引力定律：引力常量G=6.67×N?m2/kg2

　　2.适用条件：可作质点的两个物体间的相互作用;若是两个均匀的球体,r应是两球心间距.(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时，可以看成质点)

　　3.万有引力定律的应用：(中心天体质量M,天体半径R,天体表面重力加速度g)

　　(1)万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时)

　　(2)重力=万有引力

　　地面物体的重力加速度：mg=Gg=G≈9.8m/s2

　　高空物体的重力加速度：mg=Gg=G《9.8m/s2

　　4.第一宇宙速度----在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中线速度是的。

　　由mg=mv2/R或由==7.9km/s

　　5.开普勒三大定律

　　6.利用万有引力定律计算天体质量

　　7.通过万有引力定律和向心力公式计算环绕速度

　　8.大于环绕速度的两个特殊发射速度：第二宇宙速度、第三宇宙速度(含义)

　　功、功率、机械能和能源

　　1.做功两要素：力和物体在力的方向上发生位移

　　2.功：功是标量，只有大小，没有方向，但有正功和负功之分，单位为焦耳(J)

　　3.物体做正功负功问题(将α理解为F与V所成的角，更为简单)

　　(1)当α=90度时，W=0.这表示力F的方向跟位移的方向垂直时，力F不做功，

　　如小球在水平桌面上滚动，桌面对球的支持力不做功。

　　(2)当α0,W》0.这表示力F对物体做正功。

　　如人用力推车前进时，人的推力F对车做正功。

　　(3)当α大于90度小于等于180度时，cosα《0,W《0.这表示力F对物体做负功。

　　如人用力阻碍车前进时，人的推力F对车做负功。

　　一个力对物体做负功，经常说成物体克服这个力做功(取绝对值)。

　　例如，竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做了-6J的功，可以说成球克服重力做了6J的功。说了“克服”，就不能再说做了负功

　　4.动能是标量，只有大小，没有方向。表达式

　　5.重力势能是标量，表达式

　　(1)重力势能具有相对性，是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时，应该明确选取零势面。

　　(2)重力势能可正可负，在零势面上方重力势能为正值，在零势面下方重力势能为负值。

　　6.动能定理：

　　W为外力对物体所做的总功，m为物体质量，v为末速度，为初速度

　　解答思路：

　　①选取研究对象，明确它的运动过程。

　　②分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和。

　　③明确物体在过程始末状态的动能和。

　　④列出动能定理的方程。

　　7.机械能守恒定律：(只有重力或弹力做功，没有任何外力做功。)

　　解题思路：

　　①选取研究对象----物体系或物体

　　②根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒。

　　③恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。

　　④根据机械能守恒定律列方程，进行求解。

　　8.功率的表达式：，或者P=FV功率：描述力对物体做功快慢;是标量，有正负

　　9.额定功率指机器正常工作时的输出功率，也就是机器铭牌上的标称值。

　　实际功率是指机器工作中实际输出的功率。机器不一定都在额定功率下工作。实际功率总是小于或等于额定功率。

　　 【曲线运动】

　　1.在曲线运动中,质点在某一时刻(某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。

　　2.物体做直线或曲线运动的条件：

　　(已知当物体受到合外力F作用下,在F方向上便产生加速度a)

　　(1)若F(或a)的方向与物体速度v的方向相同，则物体做直线运动;

　　(2)若F(或a)的方向与物体速度v的方向不同，则物体做曲线运动。

　　3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。

　　4.平抛运动：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动。

　　两分运动说明：

　　(1)在水平方向上由于不受力，将做匀速直线运动;

　　(2)在竖直方向上物体的初速度为零，且只受到重力作用，物体做自由落体运动。

　　5.以抛点为坐标原点，水平方向为x轴(正方向和初速度的方向相同)，竖直方向为y轴，正方向向下.

　　6.①水平分速度：②竖直分速度：③t秒末的合速度

　　④任意时刻的运动方向可用该点速度方向与x轴的正方向的夹角表示

　　7.匀速圆周运动：质点沿圆周运动，在相等的时间里通过的圆弧长度相同。

　　8.描述匀速圆周运动快慢的.物理量

　　(1)线速度v：质点通过的弧长和通过该弧长所用时间的比值，即v=s/t，单位m/s;属于瞬时速度，既有大小，也有方向。方向为在圆周各点的切线方向上

　　9.匀速圆周运动是一种非匀速曲线运动，因而线速度的方向在时刻改变

　　(2)角速度：ω=φ/t(φ指转过的角度，转一圈φ为)，单位rad/s或1/s;对某一确定的匀速圆周运动而言，角速度是恒定的

　　(3)周期T，频率f=1/T

　　(4)线速度、角速度及周期之间的关系：

　　10.向心力：向心力就是做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力，向心力只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

　　11.向心加速度：描述线速度变化快慢，方向与向心力的方向相同，

　　12.注意的结论：

　　(1)由于方向时刻在变，所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动。

　　(2)做匀速圆周运动的物体，向心力方向总指向圆心，是一个变力。

　　(3)做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是向心力。

　　13.离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动

　　 物理必修三学习方法

　　1、课前预习能提高听课的针对性。预习中发现的难点，就是听课的重点;对预习中遇到的没有掌握好的有关的旧知识，可进行补缺，新的知识有所了解，以减少听课过程中的盲目性和被动性，有助于提高课堂效率。预习后把自己理解了的知识与老师的讲解进行比较、分析即可提高自己思维水平，预习还可以培养自己的自学能力。

　　2、听课过程中要聚精会神、全神贯注，不能开小差。全神贯注就是全身心地投入课堂学习，做到耳到、眼到、心到、口到、手到。若能做到这“五到”，精力便会高度集中，课堂所学的一切重要内容便会在自己头脑中留下深刻的印象。要保证听课过程中能全神贯注，不开小差。上课前必须注意课间十分钟的休息，高中物理不应做过于激烈的体育运动或激烈争论或看小说或做作业等，以免上课后还气喘嘘嘘，想入非非，而不能平静下来，甚至大脑开始休眠。所以应做好课前的物质准备和精神准备。

　　3、特别注意老师讲课的开头和结尾。老师讲课开头，一般是概括前节课的要点指出本节课要讲的内容，是把旧知识和新知识联系起来的环节，结尾常常是对一节课所讲知识的归纳总结，具有高度的概括性，是在理解的基础上掌握本节知识方法的纲要。

　　4、作好笔记。笔记不是记录而是将上述听课中的重点，难点等作出简单扼要的记录，记下讲课的要点以及自己的感受或有创新思维的见解。以便复习，消化。

　　5、要认真审题，理解物理情境、物理过程，注重分析问题的思路和解决问题的方法，坚持下去，就一定能举一反三，提高迁移知识和解决问题的能力。

　　 物理必修三学习技巧

　　适当地多做课后习题

　　俗语云：“光说不练假把式”，我们要把学到的理论应用于实践中。在熟练掌握课本知识的前提下，我们可以进行个人能力的拓展，买一本基础的练习题册，不需要多，好好研析。多做一些基础经典的老题。对一些奇奇怪怪比较偏僻的题我们可以尽量少做。我们在做题时还可以对经典例题进行改编和抽吸它所考的知识点。知己知彼，方能在考试的战场上百战不殆。

牛顿发现万有引力定律有什么用

万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一.它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响.它第一次解释了（自然界中四种相互作用之一）一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑.　　万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用.它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引力定律取得重大成就的例子.利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量.牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象.他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明.

万有引力定律的力学应用

令a1为事先已知质点的重力加速度。由牛顿第二定律知， 即。取代前面方程中的F同理亦可得出a2.依照国际单位制，重力加速度（同其他一般加速度）的单位被规定为米每平方秒 (m/s²或 m·s⁻²)。非国际单位制的单位有伽利略、单位g（见后）以及 英尺每秒的平方。请注意上述方程中的a1，质量m1的加速度，在实际上并不取决于m1的取值。因此可推论出对于任何物体，无论它们的质量为多少，它们都将按照同样的比率向地面坠落（忽略空气阻力）。如果物体运动过程中r只有极微小的改变——譬如地面附近的自由落体运动——重力加速度将几乎保持不变（参看条目地心引力）。而对于一个庞大物体，由于r的变化导致的不同位点所受重力的变化，将会引起巨大而可观的潮汐力作用。令m1为地球质量5.98*10²⁴kg，m2为1kg，R为地球半径6380000m，代入万有引力公式，计算出F=9.8N，这说明1kg的物体在地球表面受重力为9.8N。换句话说，等式两边同除以m2，结果就是重力加速度g。具有空间广度的物体：如果被讨论的物体具有空间广度（远大于理论上的质点），它们之间的万有引力可以以物体的各个等效质点所受万有引力之和来计算。在极限上，当组成质点趋近于“无限小”时，将需要求出两物体间的力（矢量式见下文）在空间范围上的积分。从这里可以得出：如果物体的质量分布呈现均匀球状时，其对外界物体施加的万有引力吸引作用将同所有的质量集中在该物体的几何中心原理时的情况相同。（这不适用于非球状对称物体）。矢量式：地球附近空间内的重力示意图：在此数量级上地球表面的弯曲可被忽略不计，因此力线可以近似地相互平行并且指向地球的中心牛顿万有引力定律亦可通过矢量方程的形式进行表述而用以计算万有引力的方向和大小。在下列公式中，以粗体显示的量代表矢量。其中：F₁₂: 物体1对物体2的引力G: 万有引力常量m₁与m₂: 分别为物体1和物体2的质量r₂₁ = | r₂ r₁ |: 物体2和物体1之间的距离r₂1= r₁+r₂ 物体2和物体1之间的距离: 物体1到物体2的单位矢量可以看出矢量式方程的形式与之前给出的标量式方程相类似，区别仅在于在矢量式中的F是一个矢量，以及在矢量式方程的右端被乘上了相应的单位向量。而且，我们可以看出：F₁₂ = F₂₁同样，重力加速度的矢量式方程与其标量式方程相类似。 1.重力是由于地球的吸引而产生的，但能否说万有引力就是重力呢？分析这个问题应从地球自转入手。由于地球自转，地球上的物体随之做圆周运动，所受的向心力F₁=mrω²=mRω²cosa,F₁是引力F提供的，它是F的一个分力，cosa是引力F与赤道面的夹角的余弦值，F的另一个分力F₂就是物体所受的重力，即F₂=mg。由此可见，地球对物体的万有引力是物体受到重力的原因，但重力不完全等于万有引力，这是因为物体随地球自转，需要有一部分万有引力来提供向心力。2.重力与万有引力间的大小关系（1）重力与纬度的关系在赤道上满足mg=F-F向（物体受万有引力和地面对物体的支持力Fn的作用，其合力充当向心力，Fn的大小等于物体的重力的大小）。在地球两极处，由于F向=0，即mg=F，在其他位置，mg、F与F向 间符合平行四边形定则。同一物体在赤道处重力最小，并随纬度的增加而增大。（2）重力、重力加速度与高度的关系在距地面高度为h的高处，若不考虑地球自转的影响时，则mg’=F=GMm/(R+h)²；而在地面处mg=GMm/R²。距地面高为h处，其重力加速度g’=GM/(R+h)²，在地面处g=GM/R²。在距地面高度为h的轨道上运行的宇宙飞船中，质量为m的物体的重力即为该处受到的万有引力，即mg’=GmM/(R+h)²，但无法用测力计测出其重力。 一个天体环绕另一个中心天体做匀速圆周运动。其向心力由万有引力提供。即F引=GMm/r²≈mg=ma向，而a向=v²/r=ω²r=vω=(4π²/T²)r=4π²f²r，因此应用万有引力定律解决天体的有关问题，主要有以下几个度量关系：F引=GMm/r²(r为轨道半径）=mg=ma向=mv²/r=mω²r=m(4π²/T²)r=m4π²f²r.重力场：球状星团 M13 证明重力场的存在。重力场是用于描述在任意空间内某一点的物体每单位质量所受万有引力的矢量场。而在实际上等于该点物体所受的重力加速度。以下是一个普适化的矢量式，可被应用于多于两个物体的情况（例如在地球与月球之间穿行的火箭）的计算。对于两个物体的情况（比如说物体1是火箭，物体2是地球）来说，我们可以用 替代并用m替代m₁来将重力场表示为：因此我们可以得到：该公式不受产生重力场的物体的限制。重力场的单位为力除以质量的单位；在国际单位制上，被规定为N·kgㄢ（牛顿每千克）。 1.计算天体质量(1)计算地球质量若不考虑地球自转,地面上物体所受重力即地球对它的万有引力mg=GmM/R²由此可得地球质量 M=gR²/G(2)计算太阳质量测量地球绕太阳公转周期,公转轨道半径,将轨道看成圆,匀速圆周运动向心力就是万有引力即 GMm/R²=m(2π/T)² R 地球质量为m, 太阳质量 M=4π²R³/GT²运用类似方法已知人造卫星质量,卫星绕某天体运动的周期和轨道半径可算出天体质量2.估算天体密度若设某天体半径R,卫星绕天体表面运行时,轨道半径为R,又测得已知运行周期为T设卫星质量为m 则 GMm/R²=m(2π/T)²R 天体质量M=4π²R³/GT²体积V=4πR³/3 ρ=M/V=3π/GT²

万有引力定律的应用

地表上静止的物体受到万有引力、支持力N设赤道上物体绕地球做圆周运动的加速度为a（其他量就不设了）则GMm/R²－N＝ma又N＝mg，a＝w²r因此w变大，a变大，ma变大GMm/R²为定值所以N变大，重力mg变大当重力mg为零时GMm/R²＝ma＝mw²R因此w＝√(GM/R³)表达不畅，看懂就行了吧。见谅。 －－－对了，在赤道才这样算。因为在赤道mg的方向和ma的方向相同。南北两极就不同了。

万有引力定律适用范围是什么

中学物理中的万有引力定律只适用于两个质点间的万有引力计算，若不能将物体看作质点，则定律不成立，或者说需要用微分法将物体分解成很多个质点，再依次求各质点间万有引力，然后将这些引力求矢量和，实际上就是中学阶段不能计算。广义上讲，万有引力定律是适用于一切物体间的引力计算的。

“万有引力定律”有什么价值

万有引力定律，是17世纪自然科学最伟大的发现。它把地面上物体运动的规律与天体运动的规律进行了统一，对以后的物理学和天文学的发展产生了深远的影响。它第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用的规律，是人类认识大自然的一个重要的里程碑。下面举例说明万有引力定律的一些具体应用1.“称量”地球的质量卡文迪什扭秤实验的意义非常重大。它不仅证明了万有引力定律是正确的，而且还测定了引力常量。因而使得万有引力定律成为一个定量的、具有实用价值的精确定律。在实验室里通过测定几个铅球之间的引力，就可以“称量”地球，这难道不是一个科学奇迹吗！难怪马克·吐温惊奇地赞叹：“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”2. 计算天体的质量应用万有引力定律，可以计算太阳、行星及其它天体的质量。3. 发现未知的天体——海王星和冥王星1846年9月23日晚，德国的加勒在勒维列预言的位置附近发现了这颗行星。这件事轰动了世界，人们感到很惊奇，竟然通过“笔尖”发现了行星。这颗行星，就是太阳系中的行星——海王星。采用类似的方法，在1930年3月14日，美国的汤博发现了太阳系的另一颗行星——冥王星。4. 发射人造地球卫星和人造天体对人造地球卫星和人造天体的发射和运行，都需要运用万有引力定律来做出精确的计算。

高一物理 万有引力定律及其应用

1、设地球自转的角速度为ω0，地球同步卫星的角速度也为ω0，其轨道半径r=2R0的卫星的高度比同步卫星低，它的角速度大于同步卫星角速度，即卫星的角速度比地球自转的角速度大。卫星比地球多转一圈。2两星间距L，m1、m2星的轨道半径L1,L2，角速度相同为ωGm1*m2/L^2=m1*ω^2*L1Gm1*m2/L^2=m2*ω^2*L2知m1*ω^2*L1=m2*ω^2*L2 即L1:L2=m2：m1即他们各自的轨道半径与其质量成反比线速度V=ω*r,知道 V1:V2=L1:L2=m2：m1它们的线速度与其质量成反比