物理网博客
问题:物体所受重力有什么提供?
2014.08.19 00:10

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不少学生学习完了万有引力之后,会对重力产生一些疑惑。到底万有引力和重力间是什么关系呢?是不是同一个力?
这篇文章笔者来和同学们探究一下这个问题。在这里我先把结论说一下,再来做一个具体的解释说明。重力其实是万有引力的一个分力,万有引力的另一个分力是物体围绕地轴旋转的向心力。
(1)在圆周运动中,我们有这样的结论,任何物体做圆周运动,都会受到外力,来提供运动的向心力,地球在自传,地球上的任何物体都受到指向地轴上的向心力作用(合外力)。
(2)地球上的任意物体都受到地心的吸引,这就是两者之间的万有引力,同时还会受到地面支持力的作用,这两个力不能平衡,否则物体就处于静止或匀速直线运动了,就不围绕地轴旋转了。
(3)万有引力F引与支持力N的合力,用力的平行四边形法则可以求解出来,方向是指向地轴线的,想研究透彻,同学们要自己画出地球表面某个物体的受力图。
(4)那么重力在哪里呢?重力是支持力的反作用力,与支持力N的大小相等,方向相反。我们在说重力方向时,一直提方向是竖直向下的而非指向地球球心,原因就在于此。
我们可以这么认为,重力是一个”后力”,是万有引力提供了物体绕地轴旋转的向心力之后富裕的部分,被地面的支持力给抵消掉了。
大家可以计算一下,赤道上的万有引力大约有千分之三提供给了向心力,千分之997还多一些都给了重力,至于其他纬度向心力的比重就更小了。大家可以画一个平行四边形,就能得到结论:地球表面物体所受重力与万有引力几乎相等。
当然了,向心力虽然比较小,地表的线速度在航天领域是不能忽视的。高中物理网编辑们留给大家一个思考题,为什么建设卫星发射基地,要选择在低纬度、高海拔的地方?
最后补充一个问题,那就是在地球南北极位置,向心力为零,这里的万有引力完全充当了向心力,当然方向也一样,即是竖直向下,也是指向地心的。
参考文献:受力分析http://za.gaozhongwuli.com/131
文章作者:滑雷,转载本文前请联系笔者,注明原文作者与高中物理网主站(http://gaozhongwuli.com/ )链接,谢谢合作。

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