關(guān)于重力的幾個問題

一、重力就是地球的吸引力嗎

地球附近的一切物體，都受到地球的吸引作用，由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力叫做重力，重力就是地球的吸引力嗎?

首先請同學(xué)們來做一個實驗，用一根細線拴住橡皮，使橡皮在水平面上做圖1所示的運動，我們會發(fā)現(xiàn)，橡皮做圓周運動時需要用力拉著，否則就會被甩掉，這個力叫做向心力。

我們知道月亮在不停地繞著地球旋轉(zhuǎn)，是不是地球有力在牽著月球呢?

任何兩個物體之間都存在這種吸引作用，物體之間的這種吸引作用普遍存在于宇宙萬物之間，稱為萬有引力，地球和月亮之間也存在著相互吸引的力，因而月亮才始終不停地繞著地球旋轉(zhuǎn)。

從重力的定義上，我們可以看出。地球?qū)ξ矬w的吸引力僅僅是重力產(chǎn)生的原因，在一般情況下，重力并不等于地球的吸引力，因為地球?qū)ζ涓浇奈矬w的吸引力要提供兩個作用，一個作用是提供向心力使物體繞地球轉(zhuǎn)動，而另一個則是使物體落回地面的作用。這就是我們所說的重力，因而無論你怎么用力向上扔出去的物體。它始終會落回地面，那么太空中的航天員為什么可以在空中行走而不落回地面呢?這是因為，他處在一種失重(或受微重力)的狀態(tài)，但是他此時還受到地球引力作用，只是此時的地球引力主要是提供向心力使他與宇宙飛船一起繞地球轉(zhuǎn)動。

因此，重力是地球?qū)ξ矬w的引力作用所產(chǎn)生的，但不能說重力就是地球?qū)ξ矬w的引力。

二、重力的方向是“豎直向下”，還是“垂直向下”

重力的方向總是豎直向下，豎直向下就是與水平方向垂直的方向，在這個問題上，不少同學(xué)頭腦中存在一些錯誤認識：有同學(xué)認為豎直向下就是垂直于地面向下，如果地面是水平的，那么，垂直于地面向下的方向就是豎直向下，即重力的方向：但如果地面是傾斜的，垂直于地面向下的方向就不是豎直向下了，即垂直于地面而不垂直于水平方向了，如圖2所示，在傾斜的地面上放著一物體，垂直于地面的方向是圖中G’的方向，而豎直向下的方向是圖中G的方向，這兩者是不一樣的，因此，重力的方向不能說垂直于地面向下，只能說豎直向下。

另外，對于垂直的概念我們要弄清楚，如果兩個方向相交成直角，我們就說這兩個方向是相互垂直的，可見，說垂直時必須交代跟誰垂直，而“豎直向下”的方向一定是跟水平面相垂直的方向，因此，豎直方向無需交代與誰垂直。

三、為什么1kg≠9.8N

地面上同一點處物體受到重力的大小跟物體的質(zhì)量m成正比，用關(guān)系式G=mg表示，通常在地球表面附近，g取值為9.8N/kg，表示質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是9.8N，(9.8N是一個平均值)

那么是否可以說1kg=9.8N?不可以，因為千克是質(zhì)量的單位，是描述物質(zhì)基本特征的物理單位之一；牛頓是力的單位，是描述物體間相互作用的物理量的單位，這是兩個不同的物理量，它們之間不能簡單地劃等號，我們可以說1kg的物體受到9，8N的重力。但不可說1kg=9.8N。

四、在月球上G=mg還能用嗎

前面提到，任何兩個物體之間都存在萬有引力，它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個物體之間的距離有關(guān)，物體的質(zhì)量越大，它們之間的萬有引力就越大：物體之間的距離越遠，它們之間的萬有引力就越小，月球直徑約3476km，是地球的1/4，體積只有地球的1/49，質(zhì)量約7.35×10¹⁹t，相當于地球質(zhì)量的1/81，所以物體在月球上受到月球的引力比在地球上受的地球引力要小很多，物體在月球表面所受的重力差不多是在地球表面所受重力的1/6。

因此，在月球上，物體同樣也受到與地球上類似的重力作用，所以G=mg也能用，只是g的值約為地球上的1/6。

比如，一個物體的質(zhì)量是200kg，在地球上受的重力約為2000N，在月球上受的重力約為333N，即在月球上要舉起這樣的物體，所需的力為333N，也就相當于在地球上舉起三十幾千克的物體，因此到了月球上，我們都成了“大力士”了。