(1)行星绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动,其向心力由指向太阳的引力提供,故太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。
(2)设行星质量为m,速度为v,行星与太阳间的距离为r,则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为F=m。若行星公转的周期为T,则v与T的关系为v=,所以F=。根据开普勒第三定律知T2=,所以F=4π2k,故太阳对行星的引力F与行星的质量m成正比,与r2成反比,即F∝。
(3)力的作用是相互的,在引力的存在与性质上,行星和太阳的地位完全相当,因此,行星与太阳的引力也应与太阳的质量m太成正比,即F∝,写成等式就是F=G,式中量G与太阳、行星都无关,引力的方向沿着二者的连线。