第32卷第1期河南教育学院学报(自然科学版)Vol.32No.12023年3月JournalofHenanInstituteofEducation(NaturalScienceEdition)Mar.2023收稿日期:2022-12-28基金项目:河南省教育科学规划项目(2022YB1327)作者简介:刘长欣(1966—),男,河南社旗人,河南财政金融学院财税大数据研究中心教授,主要研究方向为中学物理教法。通信作者:陈涛(1964—),男,河南社旗人,社旗县第一高级中学物理高级教师,主要研究方向为物理教育教学。doi:10.3969/j.issn.1007-0834.2023.01.012辨析水平面与切平面刘长欣1,陈涛2(1.河南财政金融学院财税大数据研究中心,河南郑州450046;2.社旗县第一高级中学,河南南阳473300)摘要:文献[1]的作者认为:若把地球看作均匀理想的球体,则无法解释重力方向与引力方向的不一致;好在地球是一个赤道略鼓的椭球体,成功地解决了竖直向下不指向地心的问题。但是,此解释存在瑕疵,通过讨论地面某处切平面与水平面的区别,给出更合理的解释。关键词:重力;方向;竖直向下;切平面;水平面;地球自转中图分类号:G642.0;O314文献标志码:A文章编号:1007-0834(2023)01-0059-03王国崴等曾于2019年11月在《中学物理教学参考》上发表了一篇题为《对重力的几点思考》的文章,在文章中,王田崴等以“重力方向的‘疑惑’”为标题,对“重力方向的竖直向下在地球上的几何指向”进行了如下阐述:在地球表面附近,由于地球自转的影响,重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供地面上物体绕地轴作匀速圆周运动的向心力,万有引力的方向指向地心,而重力的方向竖直向下(与该处水平面垂直)。假设地球可视为质量均匀分布的球体,那么除赤道和两极以外的地点,物体所受万有引力指向地心,一个分力提供向心力,另一个分力(即重力)———根据对万有引力的分解可知———其方向不可能表现为竖直向下(此时竖直向下即为指向地心),如图1所示为北半球某处物体受万有引力的分解情况[1]。图1北半球某处物体受万有引力的分解情况图2物体在北半球具体受力情况Fig.1DecompositionofgravityofanobjectinFig.2ForcesofobjectstressedinthetheNorthernHemisphereNorthernHemisphere那么问题出现在哪里?其实原因在于题设条件———地球可视为质量均匀分布的球体。根据实际数据可知,地球并非规则的球体,而是两极稍扁、赤道略鼓的不规则椭球体,即对于真实情况来说,物体在北半球具体受力情况应该如图2所示(为了显示效果,这里夸大了赤道半径与两极半径相差的比例)。可以看到,正是由于赤道半径与两极半径的不相等,...
