萬有引力定律是英國物理學家牛頓發現的，被稱為17世紀自然科學最偉大的成果之一。

萬有引力定律第一次解釋了自然界中有關基本相互作用的規律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座高高的里程碑。

目前物理學界公認，世界存在四種基本的相互作用：萬有引力（簡稱引力）、電磁力、強相互作用、弱相互作用。

在宏觀世界裡，能顯示其作用的只有兩種：引力和電磁力。牛頓前無古人地發現了引力作用。

牛頓認為萬有引力是所有物質的基本特徵，這成為大部分物理科學的理論基石。

萬有引力是我們高中物理必修二中獨立的一個章節，在高考物理試卷中幾乎每年必考。

兩個可看作質點的物體之間的萬有引力，可以用以下公式計算：

即萬有引力等於引力常量乘以兩物體質量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量，其值為英國物理學家、化學家亨利·卡文迪許透過扭秤實驗測得。

接下來我們說說重力。

重力的知識我們在初中就已經學過，在高中我們研究重力以及相關的概念更加的深入。

我們高中物理教材中有重力的定義：地球附近一切物體都受到地球的吸引，這種由於地球吸引而使物體受到的力叫做重力。

重力的表示式G=mg；其中m為物體的質量，g為地球表面的重力加速度。

很多學生學習了萬有引力之後，都會有一個困惑，萬有引力到底與重力是什麼關係？

下面來看兩張示意圖：

如上圖所示，物體m處於北半球。物體與地球上所有物體一起，圍繞著地軸做勻速圓周運動。

圖中F是萬有引力，重力G僅僅是萬有引力F的分力。

萬有引力F有兩個分力，其中一個是重力，另外一個就是物體m圍繞地球圓周運動的向心力。

下面我們對物體m進行受力分析。 如圖：

透過對物體m的分析，我們可知，物體m只受到萬有引力和地面支援力這兩個力的作用。

根據圓周運動的相關知識，我們知道，一個物體做圓周運動，它所受力的合力就是向心力。

上圖中紅色的是萬有引力，藍色的力是支援力，兩個力的合力是水平向左的向心力。如圖黑線所示，指向地軸。

這裡要強調一點，我們日常理解的重力其實就是支援力的反作用力，方向與支援力的方向是相反的。

平時我們在高中物理講的超重和失重，都是指支援力和重力的大小比較就源於此。

所以說，萬有引力的作用效果，就有兩個，一個是重力，和支援力平衡；另外一個，就是提供物體圍繞地軸旋轉所需要的向心力。

這裡也有需要強調的地方，那就是向心力不是力。或者說合力不是力。

力是物體間的相互作用，合力沒有施力物體，所以向心力不是力。

當然，我們還有一種解釋，就是利用“場”這個概念。萬有引力或者電磁力是由力場產生的，這時候我們把場當做了特殊的物體。更詳盡的物體的狀態分類可以參考我另一篇文章。

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現在我們回到文章標題談到的問題，萬有引力什麼時候等於重力？

這類問題的解答方法是類似的，我們先來尋找特殊情況。

地球上特殊的地方無外乎兩級和赤道。

在赤道上，萬有引力的方向與支援力的方向在一條直線上，不過是相反的、而且不相等，它倆的差就是向心力。

在地球兩極上的物體，不會繞地軸旋轉，所以可以理解為向心力等於零。

這兩種情況的公式如下圖所示：

現在我們應該明白了，

在赤道上，物體所受到的向心力是最大的。

不過這種情況下，

向心力約佔地球給物體的萬有引力的0.3%；

這還是向心力最大的地方，其他地方向心力佔万有引力的百分比更小。

所以很多時候，題目中總是告訴我們萬有引力等於重力。換句話說，大部分情況下，我們可以認為地球表面的物體，所受到的萬有引力等於其重力。

高考說明中也明確指出：在地球表面附近，可以認為重力近似等於萬有引力。

實際上，只有

在地球兩級上的物體，所受的重力才真的等於萬有引力

；因為地球兩級上的物體不隨著地球旋轉，向心力為零。

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