cos
α
=
D
−
z
x
2
+
y
2
+
(
D
−
z
)
2
=
D
−
r
cos
ϕ
r
2
sin
2
ϕ
cos
2
θ
+
r
2
sin
2
ϕ
sin
2
θ
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
+
r
2
cos
2
ϕ
=
D
−
r
cos
ϕ
r
2
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
F
=
∭
G
m
ρ
d
V
x
2
+
y
2
+
(
D
−
z
)
2
cos
α
=
G
m
ρ
∭
r
2
sin
ϕ
(
D
−
r
cos
ϕ
)
(
r
2
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
)
3
2
d
V
令
A
(
ϕ
)
=
r
2
sin
ϕ
(
D
−
r
cos
ϕ
)
B
(
ϕ
)
=
r
2
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
则
d
B
(
ϕ
)
d
ϕ
=
2
r
D
sin
ϕ
A
(
ϕ
)
=
r
2
sin
ϕ
(
D
−
r
cos
ϕ
)
=
r
(
D
−
r
cos
ϕ
)
2
D
d
B
(
ϕ
)
d
ϕ
=
r
(
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
)
4
D
2
d
B
(
ϕ
)
d
ϕ
于是
∫
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
3
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
=
−
2
∫
(
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
)
d
B
−
1
2
(
ϕ
)
=
−
2
[
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
(
ϕ
)
]
+
2
∫
B
−
1
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
=
−
2
[
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
(
ϕ
)
]
+
4
B
(
ϕ
)
=
2
B
(
ϕ
)
−
2
D
2
−
r
2
B
(
ϕ
)
加入上下限
B
(
0
)
=
r
2
+
D
2
−
2
r
D
=
D
−
r
B
(
π
)
=
r
2
+
D
2
+
2
r
D
=
D
+
r
∫
0
π
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
3
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
=
2
[
B
(
ϕ
)
−
D
2
−
r
2
B
(
ϕ
)
]
0
π
=
2
[
(
D
+
r
)
−
(
D
−
r
)
]
−
2
[
(
D
−
r
)
−
(
D
+
r
)
]
=
8
r
代入
F
F
F
F
=
G
m
ρ
∭
r
2
sin
ϕ
(
D
−
r
cos
ϕ
)
(
r
2
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
)
3
2
d
V
=
G
m
ρ
∫
0
2
π
∫
0
π
∫
0
R
r
2
sin
ϕ
(
D
−
r
cos
ϕ
)
(
r
2
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
)
3
2
d
r
d
ϕ
d
θ
=
2
π
G
m
ρ
∫
0
π
∫
0
R
r
2
sin
ϕ
(
D
−
r
cos
ϕ
)
(
r
2
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
)
3
2
d
r
d
ϕ
=
2
π
G
m
ρ
∫
0
R
∫
0
π
∫
A
(
ϕ
)
B
3
2
(
ϕ
)
d
ϕ
d
r
=
2
π
G
m
ρ
∫
0
R
∫
0
π
r
(
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
)
4
D
2
B
3
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
d
r
=
π
G
m
ρ
r
2
D
2
∫
0
R
r
∫
0
π
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
3
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
d
r
=
π
G
m
ρ
2
D
2
∫
0
R
8
r
2
d
r
=
4
π
G
m
ρ
D
2
R
3
3
=
4
π
G
m
R
3
3
D
2
M
4
3
π
R
3
=
G
M
m
D
2
积分
∫
0
π
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
3
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
\int_0^{\pi}\frac{B(\phi)+D^2-r^2}{B^{\frac{3}{2}}(\phi)}\text{d}B(\phi)
∫0πB23(ϕ)B(ϕ)+D2−r2dB(ϕ)
中,由于
D
≤
r
D\le r
D≤r,所以
B
(
0
)
=
r
2
+
D
2
−
2
r
D
=
r
−
D
\sqrt{B(0)}=\sqrt{r^2+D^2-2rD}=r-D
B(0)=r2+D2−2rD=r−D,此时
∫
0
π
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
3
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
=
2
[
B
(
ϕ
)
−
D
2
−
r
2
B
(
ϕ
)
]
0
π
=
2
[
(
D
+
r
)
−
(
D
−
r
)
]
−
2
[
(
r
−
D
)
+
(
r
+
D
)
]
=
0
代入
F
F
F
F
=
G
m
ρ
∫
0
2
π
∫
0
π
∫
R
1
R
2
r
2
sin
ϕ
(
D
−
r
cos
ϕ
)
(
r
2
+
D
2
−
2
r
D
cos
ϕ
)
3
2
d
r
d
ϕ
d
θ
=
π
G
m
ρ
r
2
D
2
∫
R
1
R
2
r
∫
0
π
B
(
ϕ
)
+
D
2
−
r
2
B
3
2
(
ϕ
)
d
B
(
ϕ
)
d
r
=
0