Question

高中物理万有引力与航天简单概念

解题时万有引力啥时候等于向心力，啥时候等于重力三者关糸如何，与纬度是否有关，重力加速度与向心加速度有何异同？速求，先谢了请大家帮帮忙，越净详细越好。

Answer 1

这个要理解问题的范畴与主次矛盾。

首先，万有引力是三者的根源，正是有了万有引力，才会有其他的问题

对于天体或航天，视角应该从地球以外去观察，因为此时地球做为被研究的对象，地球与其他天体(包括卫星)之间是因为万有引力而联系在一起的，小天体(比如卫星)会围绕大天体(比如地球)旋转，此时万有引力充当向心力

当物体在地球表面或附近(一般认为低于第一宇宙速度)时，不存在转动的问题，因此只存在直接的直线运动关系，此时万有引力就是重力。

因为地球本身还存在自转，因此地球表面的物体同样也会转动（向心力指向自转轴），此时万有引力有很小的一部分分解为向心力，又因为向心力
F向心 = mrω^2
地球自转角速度ω不变，因此随着半径r随着纬度的升高而减小，F向心减小，就是说纬度越高，这个向心力越小，重力越大。
但是这个向心力很小，对一般而言差别不大，另一个因素对重力的影响也不可忽视，就是随着海拨的升高，物体距离地心的距离增加，F=（Gm1m2）/r^2，万有引力减小(是二次方关系)，因此重力也会减小。

Answer 2

物体在绕中心天体运行时万有引力等于向心力等于重力，万有引力与纬度无关，在地球表面可以用黄金代换将重力加速度看作向心加速度

Answer 3

先解释最后一个，当向心加速度方向与地表垂直就和重力加速度一样，万有引力跟经纬没关系，对于在固定轨道（不管多高）上运行的物体，万有永远等于向心力（因为他俩平衡）

Answer 4

万有引力和向心力以及重力，其实有很多人对它们的关系很模糊。在非极点的时候万有引力的一个分力就重力，另一个分力提供向心力，旋转中心在地轴上，旋转平面与赤道平面平行，也就是说将向心力与重力这两者矢量合成就是万有引力。极点的话没有向心力，万有引力等于重力。另外有黄金代换GM=gR²可知纬度越高，重力加速度越大。