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物体所受重力来自哪里?重力与万有引力有何关联?
2014.09.18 11:36

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不少学生学习完了万有引力与航天这章后,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?是不是完全一样呢?
这篇文章笔者来和同学们探究一下这个问题。在这里我先把最终答案告诉大家,再来做一个具体的解析。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向心力。
(1)任何在做圆周运动的物体,都会受到外力,来提供运动的向心力,地球在自传,地球上的物体都受到指向地轴上的向心力作用(合外力)。
(2)地球上的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,否则物体就在太空中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,用平行四边形定则可以求解出来,方向(向心力方向)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)接下来再来说重力。重力是支持力的反作用力,与支持力方向相反,大小相等。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,原因就是这里的分析。
从某种意义上来说,重力是一个”后力”,是万有引力去掉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。
课下有兴趣的同学们可以结合课本上给出的数据算一下,赤道上的万有引力大约有千分之三提供给了向心力,其余的千分之997都是重力,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:地表的重力与万有引力大致是相等的。
虽然向心力比较小,地表附件的线速度在航天上还是不能忽视的。高中物理网有专题进行讨论,在这里笔者留给同学们这样一个思考题,为什么发射卫星,要选择高海拔、低纬度的地方?
文章最后,补充一点:那就是在地球南北极极点,向心力为零,这里的万有引力完全充当了向心力,方向也一样,可以说成是指向地心的。
参考文章:高中物理知识点总结http://gaozhongwuli.com/zongjie
文章作者:苏阳,转载请注明作者与物理网(http://gaozhongwuli.com/ )链接,并不推荐转载,敬请谅解。

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