轉(zhuǎn)換視角分清萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系

　　寫在前面：初中就學(xué)習(xí)過(guò)重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的,，在高中物理必修1中還是很含糊給出重力的概念：“地面一切物體都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物體受的力叫重力”,。而真正能把萬(wàn)有引力和重力分得清是在必修2的萬(wàn)有引力部分,，但課本上只字不提，老師在教學(xué)中也只是強(qiáng)調(diào)重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,，另一個(gè)分力提供了物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力,。導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中不能從理論上分清萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系。筆者在學(xué)習(xí)過(guò)萬(wàn)有引力之后轉(zhuǎn)換視角運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)分清萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系,。

　　如圖所示,，不同的人看到地面上的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一樣，受力分析也不一樣,，所列的力學(xué)方程也是不一樣的,。

　　在外星人看來(lái)：地球上表面上的物體只受兩個(gè)力作用，一個(gè)萬(wàn)有引力F,，一個(gè)是地面的支持力N,。物體隨地球一起在自轉(zhuǎn)，做的是圓周運(yùn)動(dòng),，圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在地球的軸線上,。這樣指向地球球心的萬(wàn)有引力F與地面支持力N的合力提供了向心力F/。

　　在地球人看來(lái)：物體受到的力是重力G和地面的支持力N,，物體是靜止的,，所以G與N二力平衡。

　　這樣一樣,，誰(shuí)都沒(méi)錯(cuò),，那怎樣解釋這些力的關(guān)系呢？萬(wàn)有引力肯定是客觀存在的,，在此把萬(wàn)有引力分解為重力G,，另一分力指向圓周運(yùn)動(dòng)圓心是提供向心力F/。對(duì)外星來(lái)講：當(dāng)然還可說(shuō)F/是F與N的合力,；對(duì)地球人而言,，因自身隨地球一起自轉(zhuǎn)感受不到物體的圓周運(yùn)動(dòng)，只說(shuō)G與支持力N平衡同樣正確,。

　　因F/=mw2r,，赤道上物體的向心力最大，兩極處最小,，而各處萬(wàn)有引力一樣大,，所以赤道上重力G最小，兩極處G最大,，G=mg,，這也是我們說(shuō)重力加速度g與緯度位置有關(guān)的原因。

　　由于地球自轉(zhuǎn)的角速度很小,，F(xiàn)/很小,，與萬(wàn)有引力相比F/<>

　　假設(shè)地球自轉(zhuǎn)加快，F(xiàn)/將變大,，G將變小,，萬(wàn)有引力F全部提供向心力時(shí)F/,，當(dāng)G小到0 時(shí)， 赤道上的物體對(duì)地面也變無(wú)壓力而“飄起來(lái)”,，這就是星球因自轉(zhuǎn)而解體的原因,。