Question

关于重力方向的问题。（求解！）

先说明：不找特殊位置说明（如两极处）
重力方向：竖直向下。
至于它为什么不指向地心。对于这个问题，我很疑惑，既然竖直向下那应该与球体该点处的切线垂直，就是沿半径方向指向地心对吧？
后来，我发现（如一图）
那是不是规则匀质的球体就指向地心（球心）了，对吧？
可是，我想了想，即使是规则匀质的球体，重力是万有引力的分力（在地面上），只要有向心力（万有引力的另一个人分力），那重力必然不会与万有引力方向相同了（根据平行四边形分解）如二图。
那重力为什么是竖直向下，而不指向球心。（不要只从因为向心力是一个分力，重力也是一个分力这个角度去回答，请多角度回答）
请您针对我的疑问回答，谢谢！





Answer 1

以下为个人见解，不喜勿喷，谢谢。
我认为竖直向下和指向地心是一个意思，只不过一个是局部一个是整体，如下图所示：

我们生活的地球是球体而不是平面，已知万有引力定律，正是因为有这个神奇的吸引力，（至于引力的来源可以百度哦，或者一起讨论下）人类才不会飘起来。
那么在做物理分析时，我们将人站立的那个点或者物体的接触面拿出来考虑，可以想象这个接触面其实也是曲面但无限接近水平，把它看成是水平面，重力向下，称为竖直向下。

个人想法，不成熟，望见谅。

Answer 2

你的疑问主要有两点：

1. ”你说的重力必然不会与万有引力方向相同了“。这句话也不完全对，在赤道上的物体重力和万有引力方向就是相同的，都是指向地心；其余的位置，重力确实与万有引力方向不同，但是地球的自转非常缓慢，自转所需的向心力特别小（也就是你图中的绿的的分力特别小），这样重力几乎与万有引力的方向相同，所以我们近似认为物体受到的万有引力等于自身的重力。

2. 至于“竖直向下”的问题。到底哪个方向是竖直向下，根据你的提问，你已经在脑子里认为竖直向下就是指向地心的方向，所以，你总觉得二者之间有矛盾。其实，竖直向下和重力的方向是两个相互定义的方向，也就是说重力的客观指向方向，我们就叫做竖直向下；或者说竖直向下就是重力指向的方向。

Answer 3

1、若物体在地球表面上，则重力方向竖直向下，而向心力指向地轴且与地轴垂直。
2、若物体在地球上空，绕地球做圆周运动，则重力＝万有引力＝向心力，此时重力的方向与向心力的方向相同，都指向地心。
3、物体作曲线运动时受到的力叫向心力------- 进一步学习会知道又叫法向力。物体作直线运动时受到的力叫切向力。就是说“向心力”和“切向力”的说法是按照物体运动路径是曲线还是直线来分的。
而重力，摩擦力，压力，引力是据力的性质来分的。它们都可作为“向心力”或“切向力”。
4、由于地球的吸引而产生的力，叫做重力。方向竖直向下。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。

Answer 4

向心力和重力都是有具体数据的，向心力远小于重力，所以一般来说物体的重力大小等于万有引力的大小，而忽略旋转引起的向心力，至于说重力垂直向下，是指垂直水平面，当把地球视做完美球体的时候，重力可以说指向地心（也就是垂直于球线的切线），你的图一其实已经说明白了，地球并不是完美球体，所以就不能说重力指向球心，只能说它垂直于水平面。

Answer 5

重力的方向确实是“竖直向下”。但楼主说因此则赤道上的人都掉下去了，是不对了。因为竖直向下指的是指向地球的球心方向，而在地球表面上任何位置，重力的方向都是指向地球的球心的，所以赤道上的人也不会掉下去。