对重力认识的两个误区

发表时间:2021/5/11   来源:《中国教师》2021年2月4期   作者:阮泽利
[导读] 重力是一种常见的力
        阮泽利
        浙江省绍兴市柯桥区越崎中学    
        重力是一种常见的力,在高中物理中,很多问题中涉及到重力,然而在学习的过程中常常存在下面两个误区。
        【误区一】:只有地球的吸引而使物体受到电的力才是重力。
        例1:月球上物体的重力约为在地球上重力的1/6,这是因力:
A、月球上时,地球对物体的吸引力约为在地球上时地球对物体的吸引力的1/6
B、月球上时,月球对物体的吸引力约为在地球上时地球对物体的吸引力的的1/6
C、月球上时,地球对物体的吸引力约为在地球上时月球对物体的吸引力的的1/6
D、月球上时,月球对物体的吸引力约为在地球上时月球对物体的吸引力的的1/6
        对于这一道题,有很多会认为是A,
        分析   如果A是正确的,则根据万有引力定律:可推出月球到地球球心的距离约为地球半径的倍,这显然是不附合实际的,其实月心到地心的距离约为地球半径的60倍。导致这个错误的原因是没有正确的认识重力的概念,
        在中学课本中指出:地球上一切物体都受到地球的吸引,这种由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。一些人就误以为只有地球的吸引而使物体受到电的力才算是重力。
        物体处于宇宙之中,各个天体对这个物体都有万有引力,而重力的本质是这些引力相互作用。当物体在地面附近时,由于其它天体距离它很远,地球上其它物体对它的万有引力很小,所以该物体的重力可以认为由地球对它的万有引力引起的。离地面愈远,重力愈小。当物体在月球附近时,根据万有引力定律,地球对该物体的万有引力约为在地球上重力的1/3600倍,远远小于月球对它的万有引力,其它的天体对它的吸引力也远远小于月球对它的万有引力,所以该物体的重力可以认为由月球对它的万有引力引起的。

本题的正确答案应是B
        可见重力形成的原因是由于各种天体对物体的万有引力,只不过离物体近的天体的引力远在于其它天体,所以可认为由物体附近的天体的万有引力引起的
        【误区二】:重力是天体对物体的万有引力的一个分力,还有一个分力提供物体的作圆周运动的向心力
        例2:人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动,下面说法中正确的是:
A卫星内的物体失重,卫星没有失重.
B卫星内的物体不再有重力作用.
C卫星内物体仍受重力作用.
D卫星内的物体没有重力作用而有向心力作用
        误解:B、D。
        分析   导致这个错误主要是认为物体和卫星受到地球的万有引力,全部提供为作圆周运动的向心力,万有引力的另一个分力——重力必定为零。其实重力是天体对物体的万有引力的一个分力,而物体的作圆周运动的向心力提供并不一定是由万有引力的另一个分力提供。万有引力的另一个分力只提供物体随天体一起自转所需的向心力。
        物体在地球的两极时,它并没有随地球一起自转,所需的随地球自转的向心力为零,所以重力等于地球对它的万有引力。
        物体在地球上所处的纬度越低,物体的自转半径r的越大,根据F=mr2,所需的自转向心力也逐渐增大,所以重力随纬度的降低而减小。物体在地球上(除两极外),物体的重力小于受到的万有引力。我们可以根据地球的半径R=6400km。地球自转周期T=24h,根据,算出地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度a=3.38×10-2m/s2,与重力加速度g相比可以忽略不计,重力和万有引力近似相等。
        当物体脱离地球成为一颗围绕地球转动的一颗卫星时,它虽然是在作圆周运动,但这种圆周运动并不是由于地球的自转而引起的,因而物体随地球自转的向心力为零,重力等于地球对它的万有引力。
        因此例2 中的卫星和卫星内的物体它们的万有引力就是它们的重力,正确的答案是C。
         从上面的分析可知:重力是天体对物体的万有引力的一个分力,引力另一个分力只提供物体随地球自转的向心力。
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