重力大小的变化

2020-03-06 13:09阅读：

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【赵兴华老师原创编写，转载需注明】
根据万有引力定律可知，任何两个物体之间都存在着相互吸引的力，通常的两个物体质量都不大，相互之间产生的万有引力就很难察觉。而由于地球的质量十分巨大，对它周围的物体产生的万有引力就十分显著。这样，苹果就受到地球的吸引而落向地面，却不会飞向旁边其他的苹果，因此我们就认为苹果受到了指向地球的重力作用。

重力大小的变化

由于地球不是一个正球体，再加上地球自转的影响，同一个物体在不同的地方受到的重力作用大小略有不同，我们把一个物体受到的重力大小与它的质量的比值用g表示。也就是说，g的大小会随地理位置而发生改变，其变化规律是：一个质量确定的物体的重力在两极时最大，在赤道时的重力最小，即g随纬度的增大而增大。右表给出地球表面上不同纬度g 的值。
曾经有个丹麦商人把鲱青鱼从阿姆斯特丹运送到了接近赤道的摩加迪沙的港口发现

货物的重量减少了，但清点商品的件数却没有问题，每一件的包装也都完好，并不会有损耗。可是称出的货物的重却减少了很多，这是为什么呢？
原来，是地球悄悄偷走了货物的“重量”，现在我们可以利用表格中的数据来计算一下看货物的重量到底减少了多少。
资料上说在阿姆斯特丹港口装入了质量为5000吨的鲱青鱼，阿姆斯特丹位于北纬52°，近似取作50°，摩加迪沙位于赤道附近，看作为0°。减少的鲱青鱼的重就是这些货物在两地的重力之差：

重力大小的变化

折算成质量数为：

重力大小的变化

其实，货物的质量并没有改变，只是重量减小了，而且减少的数量的确不少，难怪货主感觉很纳闷。可见，不能用“重量”来衡量货物的多少，只能用“质量”来衡量！
一个质量确定的物体受到的重力还随海拔高度发生变化，海拔高度越高，距地球就越远，重力越小。如果上升高度不大时，则每升1km，g 值减少0.03%。如果越靠近地心，一个质量一定的物体受到的重力是不是就越大呢？事实上，并不是人们想当然的那样，它受到的重力而是随着不断靠近地心而逐渐减小；在地心处，它的重力为零，这是因为分布在周围的地球物质对它产生四面八方各个方向的万有引力刚好相互抵消了。可见，在同一地区，一个物体处于地面上时受到重力最大。
由于不同的天体的质量和半径都是各不相同的，因此，同一个质量确定的物体在不同的天体表面上受到的重力也就不同了。比如说一个质量为50kg的宇航员登上月球后，受到的重力就为G_月= m g_月=50 kg×1.6N/kg=80N，大概只相当于地球上重力的六分之一，在月球上漫步的宇航员会感觉身轻如燕。如果他到了木星上（其实木星属于气态行星，并没有严格意义上的表面），他的重力就为G_木= m g_木=50 kg×24.79 N/kg=1239.5N，大约是地球上的2.5倍。这样，在木星上的宇航员会感觉身体沉重、步履艰难。

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