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高中物理中万有引力定律的推导过程 数学推导 怎么讲中学物理教育中万有引力的推导

更新时间:2024-05-01 文章作者:admin3 信息来源:http://wuliok.com 阅读次数:

在中学物理教学中,万有引力的推导的一般过程是,F=mv2/r且v=2πr/T,求得F=4mrπ2/T2,再根据开普勒第三定律r3/T2=k,进而得到F=4kmπ2/r2。也就是

说F正比于m/r2,F为 太阳对行星的引力,m为行星的质量。反之F’正比于M/r2,F’为行星对太阳的引力,M为太阳的质量。在因为F与F’是作用力与反作用力

,即大小相等,故有F正比于Mm/r2。 其实这样的推导在数学上压根无法成立,学生压根不理解为什么会与两个质量的乘积成正比! 其实F=4kmπ2/r2中的k

与中心天体的质量有关与相对它做圆周的天体的质量无关(想必大家都知道),那与中心天体的质量的关系实际就是正比例关系,即k=nM(n为常熟),而开普

勒第三定律的根本前提就是中心天体的质量不变!故牛顿说 F正比于m/r2 时,是假定M不变的情形;说F’正比于M/r2时,是已经假定m不变!故当两个质量都

变时F才正比于Mm/r2!注意F=4kmπ2/r2中的k与F’=4k’mπ2/r2的k’是大小不一样的,因为k由M决定,k’由m决定!Rzr物理好资源网(原物理ok网)

高一物理万有引力定律

先计算完整的球体对质点P的引力F1Rzr物理好资源网(原物理ok网)


再用体积代换可以算出挖去的小圆球质量,计算挖去的小圆球对质点P的引力F2Rzr物理好资源网(原物理ok网)

球体剩余部分对质点P的引力F=F1—F2
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