萬有引力和重力的關係,萬有引力與重力和向心力間的詳細關係

時間 2021-10-15 00:00:49

1樓:匿名使用者

地球表面物體做圓周運動,受到向心力f(向)。

萬有引力可分解為向心力與重力。

重力是力學中最重要、最基本的概念之一.但是,國內外各種課本及參考書對重力概念的定義不盡一致,目前對重力的定義大致有以下三類.

第一類定義:「地球對物體的引力稱重力」.「重力就是由於地球吸引而使物體受到的力」.

第一類定義很明確,重力就是指地球對物體的萬有引力.重力即是力,就是向量,其方向就是地球對物體引力的方向,即指向地球中心.按這類定義,重力就成了引力的同義詞.其實,這類定義只有在不考慮地球自轉所引起的效果時才有意義.

第二類定義:「地球對其附近物體吸引的力是重力」.「地球對地球表面附近物體的引力稱重力」.

第二類定義的共同特點是有「表面」、「附近」此類限制性詞.這些「表面」、「附近」表達著怎樣的意思呢?如只是一個區域性概念的話,那就是說只有地球表面附近的引力才稱重力,除此以外,就只稱引力,不再稱重力了;另外,到底距地球表面多遠才不算「表面」、「附近」呢?距地表大約2000m的範圍內,算是附近。

第三類定義:「質點以線懸掛並相對於地球靜止時,質點所受重力的方向沿懸線且豎直向下,其大小在數值上等於質點對懸線的拉力」.「實際上,重力就是懸線對質點拉力的平衡力」.「物體在地球表面附近自由下落時,有一豎直方向的重力加速度g,產生此重力加速度的力稱為重力」.

第三類定義分別從靜力學形式和動力學形式給出了重力的「操作性定義」,並暗示了重力不是純地球引力,而是把地球自轉影響考慮在內的地球引力和物體隨地球繞地軸轉動所受的向心力之差.這類定義美中不足的是未能明確表達出重力的主要本質,即「地球引力」這一本質因素.

綜上所述,以上三類關於重力的定義都不夠確切.重力的比較確切的定義是:「隨地球一起轉動的物體,所表現出的、所受地球的引力,稱物體的重力.」根據這種定義,重力概念的內涵有:

(1)重力的本質**是地球的引力.

(2)重力是一個表觀的概念,是物體隨地球一起轉動時受到地球的引力.

(3)重力等於物體受地球的引力和隨地球繞軸轉動所需向心力的向量差.

(4) 重力的方向總是豎直向下的.

(5)重力是由於地球的吸引產生的,但不能說重力就是地球的引力。

重力實際上是萬有引力和離心力的合力,可由平行四邊形法則合成。因為赤道是最長的緯線,所以赤道上的物體受到的離心力最大,而因為地球只是一個兩極略扁的球體,所以近似看做規則圓球體,所以物體在地球上各點受到的萬有引力基本不變。又因為重力是萬有引力和離心力的合力,所以在赤道上,物體受到的重力小,在兩極受到的重力大。

即地球上,重力常數g是隨緯度升高而增大。

重心的影響因素

規則幾何物體∶重心在幾何中心上

不規則幾何物體∶

a、物體形狀

b、質量的分佈 重力加速度從赤道到兩極逐漸增大從另一個角度講:萬有引力是重力和向心力的合力

赤道出向心力最大,兩極為零

2樓:匿名使用者

一、在慣性參照系中,物體所受的重力是萬有引力的一個分力

高中教材力學部分討論地球上的物體所受的重力的變化問題時,先**重力的**.據萬有引力定律可知,質量為m的物體在地球表面上受到地球的引力為f=gmm/r2,式中m表示地球質量.由於地球在不停地自轉,地球上的一切物體都隨著地球的自轉而繞地軸做勻速圓周運動,這就需要向心力,這個向心力的方向是垂直指向地軸的,它的大小為f=mrω2.式中r是物體距地軸的距離,ω是地球自轉的角速度.這個向心力只能來自地球對物體的引力f,它是引力f的一個分力,引力f的另一個分力是物體所受的重力mg.因此,重力mg是物體m所受的萬有引力f的一個分力.如圖1所示.

圖1物體所受的重力是萬有引力的一個分力

圖2重力為萬有引力與離心慣性力的合力

上述討論是選擇以地心為原點,座標軸指向恆星的地心--恆星座標系,這是比地球慣性系更精確的慣性參照系.大量的觀察和實驗表明,研究地球表面附近的許多現象,在相當高的實驗精度內,可近似地認為地球是慣性系,但在**物體的重力和萬有引力關係問題時,由於地球自轉,地球並不是精確的慣性系,而是非慣性系.

二、在非慣性系中,物體所受的重力是萬有引力與離心慣性力的合力

如圖2所示,將質量為m的質點懸掛於細線的末端且相對於地球靜止,取地球為參照系,必須考慮離心慣性力.它受三個力的作用,即線的拉力t,地球引力f以及離心慣性力f=mω2r.ω為地球自轉的角速度,r為質點到地球自轉軸的距離.此三力平衡,且三個力的合力為零.由重力的定義知g=mg=t,方向與拉力t的方向相反.可見,質點重力mg為地球引力f與離心慣性力f的合力.

三、兩種方法求得的物體所受的重力結果是相同的

同一問題似乎有兩個結論,即重力既是物體與地球間的萬有引力f的一個分力,又是物體m所受萬有引力f與離心慣性力的合力.這種差別是由於在不同參照系(地心--恆星參照系和地球參照系)中考察所致,兩種方法求得的物體重力結果完全相同.如圖2所示,因三個力f、t、f相平衡,可把萬有引力f分解為一個與慣性離心力f相平衡的力f=mrω2,另一個與拉力t相平衡的重力mg,從這個角度看來,兩者又相互統一.

四、幾點思考

筆者認為這兩種分析方法並存是必要的.第一,前者從力的作用效果進行力的分解簡捷明瞭,既解決了物體做圓周運動需要向心力問題,又揭示出重力的實質;後者,思維嚴謹,說理透徹,是運用科學方法探索物理問題的典範.第二,在不同參照系裡考察同一問題,思維方法,運用知識,採用數學工具,所得結論一般都不一樣,這既能引起學生思考、鍛鍊學生的思維,又能使學生清醒地意識到選擇參照系的重要性,十分有利於中學物理力學的教學.第三,由於我們在研究地球表面附近物體運動時,在相當高的實驗精度內,地球是慣性系,常選地球為慣性參照系,而且在中學階段,絕大多問題都是在地球慣性系中解決的.最常見的物體受力分析問題,在地球參照系中,應有萬有引力和離心慣性力,但由於物體所受的萬有引力與離心慣性力的合力是物體的重力,且地球表面物體所受的離心慣性力又非常小,所以在地球表面上的物體的受力分析中,我們常常選取重力、彈力、摩擦力、電場力等,且把物體重力的施力物體看作是地球.為我們在受力分析時出現重力而不是萬有引力提供理論依據,但在有關衛星繞行星、行星繞恆星的運動中,衛星與行星、行星與恆星間的力為萬有引力,而不是重力.

3樓:匿名使用者

凡是物體,有質量就有引力,不過大小而言,和物體質量有關,和一個引力常量有關,這就是萬有引力。而重力就是物體受到地球等比較大的天體的吸引力才產生的,和物體本身的質量有關,也和所在星球的重力加速度有關。

4樓:匿名使用者

重力是由萬有引力引起得,當然不要把重力和重量的概念混淆

5樓:沐弘化

兩碼事.重力是萬有引力一個分力.另一分力是向心力.

萬有引力指向地心,重力指向豎直向下.但是由於向心力很小(一般都不到1n),一般認為重力和萬有引力大小基本相等.在地球極點,沒有向心力,這時萬有引力就是重力.

萬有引力與重力和向心力間的詳細關係 10

6樓:v小阿宇

在地球上,物體是隻受萬有引力通常所說的重力在地球除南北兩極就是萬有引力的一個分力。

重力是一種由於地球自轉的離心力,和及萬有引力的綜合作用形成的.

引力就是任何二個物理間都有的萬有引力.

離心力是在非慣系中,曲線運動的物體受到的遠離曲徑的一個力. 向心力本質上是一個不存在的力,只是在分析物體運動的過程中,在沿曲線運動的中心的一個力的分量.

地表: 萬有引力=重力+向心力 上式是向量式~ 即萬有引力是重力和向心力的合力~

兩個星體之間就是向心力=萬有引力=重力 地球引力分解成重力和向心力 地球引力一部分用來提供重力.還有一部分用來提供向心力

地球引力是重力和離心力的總和,因而,重力和地球引力不是一個力,引力大於重力。 物體間由於質量而引起的相互吸引力。這種力存在於地球萬物之間。

地面上物體所受到的地球對它的吸引力,就是萬有引力。

牛頓在開普勒定律和自由落體定律的基礎上,經過長期的研究發現:自然界中任何兩個物體之間存在著一種相互的引力,稱為萬有引力。2023年牛頓發表了萬有引力定律:

自然界中任何兩個質點都以一定的力互相吸引著,這個力同兩個質點的質量乘積m1·m2成正比,同它們之間的距離的r的平方成反比。即 式中g是萬有引力恆量,g=6.67×11-11牛頓·米2/千克2,即等於兩個質量都是1千克的質點相距1米時的相互作用力。

萬有引力的方向沿兩質點的連線。萬有引力定律只適用於質點,即當相互吸引的兩個物體的大上跟它們之間的距離相比是很小時,萬有引力定律才正確地成立.你可以想想在地球表面3個點的受力情況 1、南北兩極  2、赤道 3、非南北兩極和赤道 你要畫出它們的受力情況 由什麼力提供向心力 到時自然會知道了

7樓:捷陽霽

萬有引力

萬有引力是指任意兩個質點在連心線方向上相互吸引的力,牛頓於2023年在《自然哲學的數學原理》中提出了著名的萬有引力定律:任意兩個質點有通過連心線方向上的力相互吸引,該引力的大小與它們的質量乘積成正比,與它們距離的平方成反比,與兩物體的化學本質或物理狀態以及中介物質無關。以數學表示為:

f=gm1m2/r^2

f: 兩個物體之間的引力,g: 萬有引力常數,m1: 物體1的質量,m2: 物體2的質量,r: 兩個物體之間的距離

重力重力是指地球表面的物體因地球的吸引而受到豎直向下(除赤道和兩極外並不指向地心)的力叫。

向心力向心力是當物體沿著圓周或者曲線軌道運動時,指向圓心(曲率中心)的合外力作用力。向心力是從這種合外力作用所產生的效果而命名的,這種效果可以由彈力、重力、摩擦力等任何一力而產生,也可以由幾個力的合力或其分力提供。

如下圖,地球表面的物體m受地球吸引而產生萬有引力f=gmm/r^2,指向球心o(這裡將地球視為質量分佈均勻的標準的球體,其質心位於球心)。倘若地球表面物體是靜止的,物體受到重力與萬有引力相同。事實上我們知道,地球上的物體均隨著地球繞著地軸(n-s)自轉(角速度w),因此萬有引力f的一個分力提供物體m繞o'做勻速圓周運動的向心力f'=mw^2r',萬有引力另一個分力則為物體所受重力。

由於地球自轉角速度很小,維持物體自轉的向心力也很小,因而物體所受重力略小於萬有引力,並且隨著緯度增加而增加。在兩級,重力與萬有引力相同。

關於萬有引力,萬有引力與什麼有關

想法很不錯 運動是相對的,以地球為參考中心,可以看作太陽繞地球轉,而且半徑和週期相同。但f為它們做圓周運動的向心力,它的大小與做圓周運動物體質量有關,所以地球與太陽做圓周運動向心力本來就不一樣,兩種向心力不是一對相互作用力。萬有引力是始終不變的。向心力是從力的效果來命名的,因為它產生指向圓心的加速度...

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