對重力與萬有引力關系的理解

中圖分類號：O4 文獻標識碼：A 文章編號：1008—925X（2012）10—0159—01

摘要：本文對“重力”定義的表述進行了分析和概括，進而來探究重力和萬有引力的關系。

關鍵詞：重力 萬有引力 向心力 離心慣性力

重力是中學最重要、最基本的概念之一。但是，目前各種書籍對重力概念的定義不盡相同，其根源都出自如何處理由地球自轉而引起的慣性力。從而使得對重力與萬有引力的關系模糊。查閱若干種教材，對重力的定義大致有以下三種表述：

第一類定義：“地球對物體的引力稱重力”[1]；“重力是地球對物體的引力，俗稱地心引力”[2]；“重力就是地球與物體的萬有引力”【3】；“地球上的任何物體都受到地心引力，我們把它叫做重力。”[4]這類定義很明確的指出重力和萬有引力都是指物體受到的同一個力。這樣定義重力，重力概念似乎多余，因為地球對物體的引力或物體受到地球的引力，意義非常明確，而且表述也非常簡潔。另外，關于重力的方向問題也純在令人迷惑之處。

做此類定義的書籍，大多會有如下的繼續描述：然而，重力只是萬有引力的一個特例，地球作用于地球上的物體的萬有引力就是重力。重力有真重和視重（表觀重力）之分，真重指的是地球對物體的萬有引力，而平常人們所說的重力乃是指物體的視重，它是當物體相對于地球靜止時，人們用測力計測得的地球對物體的作用力。視重要受到所在高度、地球密度分布不均勻以及由地球自轉所造成的離心力等因素的影響，它和地球對物體的引力（真重）之間存在微小的差別。

第二類定義：“地球對其附近物體的吸引力是重力”；“地球表面的一切物體都受到地球引力的作用”；“地球對地球表面附近物體的引力稱重力[1]”；“重力主要是萬有引力在地面的表現形式”[5]；“地面附近的物體受到的重力來源于萬有引力作用”[6]。這類定義共同的特點是有“表面”、“附近”“地面”、區域性概念的限制。也就是說重力的定義僅限于在地球表面附近的范圍使用，那么到底距離地球多遠才不算是“表面”、“附近”、“地面”呢？在太空中繞地球做勻速圓周運動的那些衛星受到的地球的萬有引力是否還可以叫重力呢？此類對于重力概念的定義是模糊的、不確切的。

第三類定義：“當質點以線懸掛并相對于地球靜止時，質點所受的重力的方向沿懸線且鉛直向下，其大小在數值上等于質點對懸線的拉力。實際上，重力是懸線對質點拉力的平衡力”[7]；“當物體放置在 地球一支持面上或用懸線掛起平衡時，物體對支持面的作用力或對懸線的拉力等于物體所受的重力”[8]。“物體在地球表面附近自由下落時，有一豎直方向的重力加速度g，產生此重力加速度的力稱為重力”[9]。“如重力是物體相對于水平面靜止的物體所受支持力的平衡力”[10]；“真空中自由落體的加速度稱為重力加速度，引起重力加速度的力，稱為重力[11]”。

綜上所述，筆者認為因重力是最早人們對物體所受指向地面引力的初步認識。所以，在太空中物體受到的力是地球對物體的萬有引力，不應再考慮重力這個概念，也就是說繞地球做勻速圓周運動的那些衛星只受到地球的萬有引力，而沒有重力。關于重力可做如下定義：隨地球一起轉動的物體，所表現出來的、所受地球的引力，稱為物體的重力。此定義表述了如下內涵：⑴指出了重力的主要本質，重力來自于地球的引力。⑵表明了重力是一個表觀概念，由于隨地球的轉動使地球引力表現為重力，重力與萬有引力并不等同。

參考文獻：

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[10]李慶臻.簡明自然辯證法詞典[M].濟南：山東人民出版社，1986.520

[11]王謙身主編.重力學[M].北京：地震出版社，2003.