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菁優(yōu)網(wǎng)相傳,在1865年就讀于劍橋大學的牛頓回到鄉(xiāng)下躲避鼠疫期間,被樹上掉下來的蘋果砸中,由此引發(fā)他對萬有引力的思考,并將地球對物體的引力與行星繞太陽運行的引力統(tǒng)一起來,提出了提出了萬有引力定律,為經(jīng)典力學體系的建立打下了堅實的基礎。
(1)由于物體隨地球自轉需要向心力,所以我們感受的到的重力,并不是地球對物體的吸引力。設想地球是質量為M、半徑為R的均勻球體,其自轉周期為T,并已知引力常量為G。請根據(jù)牛頓運動定律和萬有引力定律,寫出靜止在地球赤道上質量為m0的物體所受重力大小的表達式(用題中已知量的字母及相關的常量表示);
(2)將行星繞太陽的運動簡化成勻速圓周運動,應用牛頓運動定律和開普勒第三定律(
r
3
T
2
=k,其中r為行星中心到太陽中心間的距離,T為行星運動的周期,k為常數(shù))等,推導行星和太陽之間的引力滿足F=
GM
m
r
2
,其中m為行星的質量,M為太陽的質量,G是比例常數(shù);
(3)上面(2)的推導是源于開普勒行星運動定律。因此它只適用于行星與太陽之間的力,牛頓在此基礎上又向前走了一大步,提出了任何兩個質點之間都存在引力,且都滿足上述(2)中的表達式。在牛頓時代已經(jīng)能比較精確地測定;月球軌道半徑r、月球公轉周期T、地球半徑R,地球表面的重力加速度g。若維持月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力真是同一種力,求出上述4個量應滿足的關系。

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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:103引用:1難度:0.3
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    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:27引用:1難度:0.5
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