高中物理重力的概念

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重力的产生和性质

重力并不等于地球对物体的引力。由于地球本身的自转，除了两极以外，地面上其他地点的物体，都随着地球一起，围绕地轴做近似匀速圆周运动，这就需要有垂直指向地轴的向心力，这个向心力只能由地球对物体的引力来提供，我们可以把地球对物体的引力分解为两个分力，一个分力F1，方向指向地轴，大小等于物体绕地轴做近似匀速圆周运动所需的向心力；另一个分力G就是物体所受的重力。

其中F1=mw2r(w为地球自转角速度，r为物体旋转半径)，可见F1的大小在两极为零，随纬度减少而增加，在赤道地区为最大F1max。因物体的向心力是很小的，所以在一般情况下，可以近似认为物体的重力大小等于万有引力的大小，即在一般情况下可以略去地球转动的影响。其中引力的重力分量提供重力加速度，引力的向心力分量提供保持随地球自转的向心加速度。重力大小可以用测力计测量，静止或匀速直线运动的物体对测力计的拉力或压力的大小等于重力的大小。

重心的影响因素

（1）物体的形状

（2）质量的分布

重力方向的应用

（1）重垂线：检查所砌的墙是否竖直。

（2）水平仪：检查桌面或窗台是否水平。

（3）弹簧测力计：用于测量力的大小。

地球椭球形状的成因

在惯性参照系下观察，由于地球自转，地球表面放置的物体具有向心加速度。赤道上物体的向心加速度最大，两极上物体的向心加速度等于零。

为了解释地球略显椭球形的原因，应分别选择物体在不同纬度上的位置为非惯性参照物。同一个物体在赤道上，物体的向心加速度最大，所以物体所受的惯性力最大，方向却与万有引力相反，而且所受万有引力也最小。这样一来万有引力与惯性力的合力，相对与其他纬度就最小，也就是重力最小。在两极上相对其他纬度万有引力最大，向心力等于零，使得重力最大。这样同一物体从赤道移到极地，重力由最小逐渐变到最大，同时物体的比重也逐渐变大。海水是地球表面的主要组成部分，赤道附近的海水比重最小，根据连通器的比重小的一侧液面比另一侧高的原理，这里的海面会突出一些。使海平面的总体形状呈椭球形。这就使得可塑性的地球在以这种形式分布的重力作用下，就变成赤道距地心远，两极距地心近的椭球形状。
虽然海平面是椭球形，但是在地球表面任意一点上，物体受重力的方向总是垂直于所在位置处的海平面，或说总是垂直于与海平面平行的静止水面。

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