在有關(guān)重力的教學(xué)過(guò)程中，有這樣的一個(gè)話題：我們腳下地球的另一端在哪里?是什么地方?對(duì)于這樣的話題，曾經(jīng)有兩種說(shuō)法，第一種說(shuō)法是：在我們腳下地球的另一端是關(guān)于地軸對(duì)稱的地方，也就是說(shuō)，我們腳下地球的那一端是美國(guó)。第二種說(shuō)法是：在我們腳下地球的另一端在過(guò)地心的連線上，關(guān)于地心對(duì)稱的地方，即阿根廷、智利、玻利維亞、多拉圭、秘魯?shù)葒?guó)。這兩種說(shuō)法對(duì)嗎?筆者認(rèn)為第一種說(shuō)法不一定對(duì)，這種說(shuō)法只有在赤道上時(shí)才對(duì)，而在其他地方就不對(duì)了。第二種說(shuō)法則不夠恰當(dāng)。
　　
　　我們所說(shuō)的腳下這?方向，就是指的重力方向，而重力方向就是豎直向下的方向，這?方向不一定是垂直于地軸，也不一定是指向地心，而是稍稍偏離地心一個(gè)很小的角度α，即圖中AD的方向。只有在赤道上時(shí)，重力的方向才指向地心，且與地軸垂直。為什么呢?
　　
　　這要涉及到地球的自轉(zhuǎn)。今以北京地區(qū)為例，如圖1所示，
　　

　　北京地區(qū)的緯度為φ=39°56′，OO′為地球的地軸，A、B、C、D各點(diǎn)在同?個(gè)大圓上，即在同?個(gè)經(jīng)線圈上。AB垂直于地軸OO′，交點(diǎn)為O′。AC過(guò)地心O。A處物體受到地球的萬(wàn)有引力為F，方向指向地心。由于地球自轉(zhuǎn)，需要萬(wàn)有引力F給物體提供?個(gè)向心力F′。即F′為F的?個(gè)分力，F(xiàn)的另?個(gè)分力就是我們所說(shuō)的重力mg。顯然重力mg方向不過(guò)地心，與F有?個(gè)較小的偏角α，這個(gè)偏角α有多大呢?
　　
　　由物理知識(shí)知，物體在A處(這里以北京地區(qū)為例)需要向心力為：F′=mRω2cosφ，式子中，m為物體質(zhì)量，ω為地球自轉(zhuǎn)角速度，大小為ω=7.27×10-5rad/s(弧度/秒)，R為地球半徑，R=6.37×106m，φ為緯度，在△AFF′中，由正弦定理得：
　　

　　代入數(shù)值，得：sinα=16.91×10-4，α=5.81′，即北京地區(qū)物體重力與萬(wàn)有引力F之間的偏角為5.81′。顯然，這里重力方向不過(guò)地心，而是沿著與F有?偏角α的AD方向，D處才是我們腳下地球的那一端，而不是C處，換句話說(shuō)我們?cè)诒本┑貐^(qū)腳下“踩”的不是C處，更不是B處，而是D處。D處與C處相差多遠(yuǎn)呢?A處為北緯39°56′，由圖知，C處為南緯39°56′，D處比C處緯度高θ=2α=11.62′。反過(guò)來(lái)，C處人的腳下“踩”的也不是A處，而是偏離A處的另?處，其緯度比A處緯度高作θ=11.62′。
　　
　　綜上所述，若人在赤道上時(shí)，φ=0°，α=0°，θ=0°，重力方向才與萬(wàn)有引力方向相同，與地軸垂直，且過(guò)地心，人腳下面的那一端才是關(guān)于地軸、地心對(duì)稱的地方;若人在北極點(diǎn)，地球自轉(zhuǎn)時(shí)，不需要向心力，φ=90°，F(xiàn)′=0，α=0°，這時(shí)重力方向與萬(wàn)有引力方向相同，且沿地軸指向地心，人腳下地球的那一端是南極點(diǎn);若人在南極點(diǎn)，則人腳下地球的那一端是北極點(diǎn)。若人不在赤道上，也不在兩極點(diǎn)，則人腳下地球的那一端不是關(guān)于地軸、地心對(duì)稱的地方：若人在南半球，緯度為φ，經(jīng)度為東經(jīng)β處，則其腳下“踩”的地球的另一端是南緯(φ+2α)，西經(jīng)(180°-β)的地方。然后對(duì)著地圖或地球儀便可找到這里是什么地方了。所以，要想確定我們腳下地球的另一端在哪里，是什么地方，還得先參考一下其所在的緯度、經(jīng)度才能具體確定下來(lái)。不能一定按第一種說(shuō)法來(lái)確定，也不能一定按第二種說(shuō)法來(lái)確定。
　　

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.portlandfoamroofing.com/gaozhong/323540.html

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