物理竞赛课件11:天体运动种种 - 图文

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返回物体只在引力作用下绕中心天体运行,其机械能守恒.引力是保守力,引力场是势场,在平方反比力场中,质点的引力势能取决于其在有心力场中的位置.

在中心引力场中,m从A1移至无穷远处,引力做负功为:

nrn

Mr1

mA1A2A3Annn?11?GMmri?1?ri???GMmlim???W?lim?2?ri?1?ri??GMmlim??n??n???rn??i?1?riri?1?r?ri?1i?1iii?1?111111???11?GMmlim???????????GMm???n??rrn?1rn??1r2r2r3?r1rn?以无穷远处为零引力势

能位置,物体在距中心天体r远处的引力势能为

GMmEp??r返回矢量r称位置矢量,或称矢径绕定点圆运动质点的(线)动量为

Ormpp?mv方向总是与矢径r垂直定义: 质点动量大小mv与矢径大小r的乘积为质点对定点(圆心)O的角动量:L=pr当p与r方向不垂直而成角度θ:

角动量大小L?prsin?等于动量大小与O点到动量矢量p的垂直距离的乘积;方向遵守右手定则,矢量定义式为

θpArOL?r?p两面元质量各为

MM???S1???S???S???S122224?r4?rr1?S1?1两面元对壳内质点m的引力各为???S1?m???S2?mF1?G,F2?G22r1r2??r2?2?S2mrO由几何关系:?S1?cos?1?r12????S2?cos?2?r???22F1?F2整个球壳对球壳内物质的万有引力为零!M返回对于一个质量均匀半径为R的实心球,在距球心r(<R)处质点只受半径为r的球内质量的万有引力,而r以外球壳(即R为外径r为内径的球壳)则对质点无引力的作用.

距球心r处所臵质点受到引力大小mRr?r??3M?mMmR???GrF?G32Rr距球心r处所臵质点的引力势能

3MMmR?rGMm由G3???R?r????EpE?GMmr2?3R2R2Rp32R??

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