宇宙中的星体,都是处在万有引力作用下的。天体运动是一种处于万有引力作用下的典型的圆周运动。本文系统阐述万有引力定律,及处于万有引力作用下的天体运动。

万有引力定律的概念
万有引力定律是英国物理学家牛顿的重要贡献。万有引力定律的发现,是17世纪自然科学较伟大的成果之一。
万有引力定律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树立了一座里程碑。
万有引力是我们高中物理必修二中独立的一个章节,作为一种特殊的匀速率圆周运动模式,在高考物理试卷中每年考试。
历史:万有引力定律是牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适万有引力定律表示如下:任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
万有引力定律的公式
公式为F引=GMm/(R2)
其中:F引为M与m之间的万有引力;G为万有引力常量(由卡文迪许测量出);M为某个天体的质量,m为研究对象的质量,R为两者的距离。
万有引力定律的基础:开普勒行星运动定律
开普勒行星运动三定律内容如下:
开普勒定律:所有行星都在椭圆轨道上运动,太阳则处在这些椭圆轨道的一个焦点上;
开普勒第二定律:行星沿椭圆轨道运动的过程中,与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等;
开普勒第三定律:行星轨道半长轴的立方与其周期的平方成正比,即:(R3)/(T2)=k;
开普勒行星运动的定律是在丹麦天文学家弟答的大量观测数据的基础上概括出的,给出了行星运动的规律,而这些规律正式万有引力问世的前提。
万有引力与重力的关系
一般的星球都在不停地自转,因此星球表面上的物体所受的万有引力F有两个作用效果:一个是重力G,一个是向心力fn。
它们间的关系是:F=G+fn(F是G和fn的矢量和)。
同步卫星的周期等于地球自转周期,既T=24h,根据(1)可知其轨道半径是确定的,经过计算可求得同步卫星离地面的高度为h=3.6×107m≈5.6R地(3.6万公里)。该轨道必须在地球赤道的正上方,卫星的运转方向必须是由西向东,与地球一致。