高中物理万有引力公式有以下两个:
1. 针对两个质点之间的万有引力,公式表示为:F=Gm1m2/r²,其中F为两个质点之间的万有引力,G为万有引力常数,m1和m2为两个质点的质量,r为两个质点之间的距离。
2. 针对一个物体受到另一个物体对它的万有引力,公式表示为:F=GmM/r²,其中F为物体受到的万有引力,G为万有引力常数,m和M分别为两个物体的质量,r为物体之间的距离。
此外,还有一些常见的扩展公式,如卫星与地球之间的万有引力公式:F=F向心力+GmM/(R²+h²),其中F向心力为卫星绕地球旋转的向心力。具体公式的应用需要根据实际情况进行选择。
好的,让我们来考虑一个高中物理万有引力公式应用的例子。假设我们有两个质量分别为 $m_1$ 和 $m_2$ 的物体,它们之间的距离为 $r$,那么万有引力公式为:
$F = G\frac{m_1 \cdot m_2}{r^{2}}$
现在,我们可以用这个公式来解决一个具体的问题。
问题:一个质量为 $m_1 = 5kg$ 的小球,在离地面高度为 $h = 20m$ 的空中自由下落,同时,在地面上有一个质量为 $m_2 = 3kg$ 的物体,它与地面距离也为 $h = 20m$。试问这两个物体之间的万有引力有多大?
解:
首先,我们需要根据自由落体的运动规律来求出两个物体各自的下落速度。根据自由落体运动规律,我们有:
$v^{2} = 2gh$
对于物体 $m_1$,我们有:
$v_1^{2} = 2g \cdot 20$
$v_1 = \sqrt{80g}$
对于物体 $m_2$,由于它与地面距离也为 $h = 20m$,所以它保持静止。因此,它的下落速度为零。
接下来,我们可以使用万有引力公式来求出两个物体之间的引力。根据万有引力公式,我们有:
$F = G\frac{m_1 \cdot m_2}{r^{2}}$
其中 $r$ 是两个物体之间的距离,由于物体 $m_1$ 是自由下落的,所以它的下落速度与物体 $m_2$ 之间的距离是相等的,即 $r = h = 20m$。
将上述数据代入公式,我们有:
$F = G\frac{5 \times 3}{r^{2}}$
由于地球的质量约为 $6 \times 10^{24}kg$,我们通常将万有引力常数 $G$ 近似为 $6.674 \times 10^{- 11}Nm^{2}/kg^{2}$,所以我们可以得到:
$F \approx 3.8 \times 10^{- 3}N$