◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.dyndns.info)◇◇ 答邵东宁、书剑子先生 wangyu 　　首先声明一点，为了使问题简化我们讨论的是匀速圆周运动（我想邵先生和 我一样，在新语丝上发表第一篇文章时也是默认这个前提的），否则就会节外生 枝，免不了会有第二个第三个书剑子先生对我炮轰。 　　关于向心力和重力，我想我已说得很明白了。若以飞行员为对象分析，飞机 （座椅）对飞行员的支持力和重力的合力就是向心力。当然重力在飞机转圈的某 些位置可能是离心的，但不影响重力是组成向心力的一部份这一事实。 　　如果以飞机作分析对象，那么使得飞机作圆周运动的向心力就是空气对飞机 （及其飞行员）的作用力和整个飞机（及其飞行员）所受的重力的合力。 　　关于“超重”现象，“超重”时重力肯定没有超过平常状态，至于重量有没 有超过平时，这里牵涉到“重量”的定义，比较复杂，所以我的原文写作“实际 上当然不是这么回事，但是在人的感觉上觉得身体的每个部分都变重了”就是为 了避免扯皮，没有明确说“重量”到底增加了没有，所以我的这句话是挑不出毛 病的。 　　按照我以前学的中学物理书中的定义：“重量是由于物体有质量，受到重力 作用而产生的力的大小”，就看你自己的理解了。关于物体在地面上的重量，目 前没有争议，在地球上由于地球的自转，物体的重量仅仅在两极等于重力，在其 他地点都要小于重力，在赤道上最小。 　　附带说一个有趣的事情，1984年的全国高考物理题，就有计算整个大气层的 重量的题目，当时两个观点争执不下，一派认为重量为零，因为重量也是力，有 方向，所有大气所受的重量合力为零；另一派认为应该按照所有大气的重量计算 数值总和。（标准答案是后者） 　　我想邵先生应该能明白我的意思了吧？下面回答邵先生的两个问题： 　　第一个问题：载人火箭垂直向上发射时的“超重”确实是由于火箭的向上的 加速度产生的，在没有地球引力的地方如果火箭作加速运动并且加速度超过 9.8m/秒平方，同样会发生超重现象，从这个方面来说超重和地球引力无关。 　　这时如果不考虑火箭的高度可以认为地球引力仍是１mg。 　　第二个问题：我的原文说得很明白，“所以在本质上你把“超重”归结于向 心力和离心力都可以。” 　　邵先生问我“为什么在前面把它一定要说成是向心力呢？”，我不太明白， 如果是指我把超重现象说成是由向心力产生，那么实际上我在（上一篇文章中） 前面并没有这样做；如果是指我非把某个力说成是向心力，那么很简单，它就是 向心力，你总不能把离心力说成是向心力吧？ 再说一遍，离心力和向心力是对 不同的对象而言的。 　　过山车的问题，不能认为是离心力使滑车在圆圈的上死点时不掉下来，理由 如前所述，（如以滑车为分析对象）离心力是滑车对轨道的作用力。如果严格按 物理答案说就是，轨道对滑车的作用力和滑车所受重力的合力（在滑车具有一定 速度的情况下），必然会让滑车作圆周运动（而不会掉下来）。如果非要说成是 离心运动使滑车不掉下来还勉强能说得过去（但不保证考试能得分）。 　　另外，作用力和反作用力都是相对而言的，不用分得那么清楚。对于飞机的 例子，邵先生非要弄清什么时候什么力是作用力，什么力是反作用力，这个没有 意义。 　　至于为什么叫离心机而不叫向心机呢？这是长期的习惯形成，最初人们发明 这种机器的目的是想脱水或沉降（而不是想让物品作圆周运动），特别是过滤式 离心机，水或液体都被甩出去了，叫向心机就不合适了。从物理上讲，沉降式离 心机叫向心机也未尝不可。 　　离心力不是科里奥利力 　　书剑子先生不厌其烦的针对我的一段话洋洋洒洒的写了三千多字，其实大可 不必。(见《《邵东宁网友的说法中有些物理概念的错误》中的错误更多》， XYS2050906)只需澄清两个问题即可。 　　第一个是我和邵先生在讨论战斗机的圆周运动的前提是匀速圆周运动，我没 有交待清楚，确实是我的不对。 　　但是先生自称没有看过邵先生的文章，也就是没有弄清楚来龙去脉就对我大 肆开炮，是否有点太那个了？先生一口咬定“实际上飞机不可能做理想的匀速圆 周运动”，请问世界上有谁能作理想的匀速圆周运动？那难道我们就不讨论关于 “理想的匀速圆周运动”的题目了？再说谁不知道“电梯只做直线运动，向心加 速度为零，但是仍然有超重或者失重产生”这个常识？先生要是看过这个问题的 来源就应该知道我们考虑的仅仅是由于匀速圆周运动而产生的超重现象。 　　第二个问题是离心力的定义。 　　我上中学的时候物理课本中有一段经典的话：“如果绳子拉着小球做匀速圆 周运动，小球对绳子的拉力就是离心力；绳子对小球的拉力就是向心力。向心力 和离心力是互为反作用力”。不知道现在的教材怎么写了。 　　书先生说的离心力实际上是“惯性离心力”，是为了在转动参考系中满足牛 顿第二定律而人为引入的一个虚拟力，没有施力物体。这个没错，但是已经是另 外一个概念了。我记得当年的中学物理课本没有引入惯性力的概念。 　　概念这东西有时候确实存在歧义，例如同一时期的物理和化学课本上关于 “比重”的概念就不同，前者有单位，后者没有单位，只是一个比值。 　　我想在说明白这两点后，书先生的诸多横加指责应该灰飞烟灭了吧？ 　　我也补充几点： 　　1书先生所言我“前面关于重力的那段描述，也有很多地方不妥当”是正常 的，因为篇幅有限，不是在讲物理。但是贸然作出我“对更深一层次的一些东西 不太了解”是否有点想当然了？ 　　2．先生说“把“超距作用”引进来其实毫无必要”，同意，当时只想说明 作用力和反作用力同时发生，没有别的意思。倒是先生让“有兴趣的读者可以参 见牛顿的《自然哲学之数学原理》一书”是不是有点拉大旗作虎皮了？ 　　3．上回那个盒子制作的题目，无需多言，也有其他网友指出了先生的诸多 错误，我想先生是明白人，现在应该是心知肚明了吧。 　　4．至于先生说“网络上并非严格的学术场所，有的时候不必要太较真以显 示自己比别人更高明——除非是大是大非问题，譬如圆明园事件等。”所言极是。 网上本来就是一个虚拟世界，谁知道你是谁啊，有必要显得你比别人高吗？ 　　本人最近时间有限，实在没有兴趣多敲键盘，看先生也挺谦虚，不妨再指出 先生一个“原则性错误”： 　　先生说：“从非惯性参考系的角度理解，离心力就是科氏惯性力，”大错矣！ 　　在转动参考系（属于非惯性参考系）中，为了满足牛顿第二定律，物体好像 受到惯性离心力的作用，这是转动参考系中物体受到的必不可少的虚拟力。如果 物体相对转动参考系还有运动，那么物体还受到另一种惯性力—科里奥利力，科 里奥利力和惯性离心力一样，是由于将牛顿第二定律应用于非惯性系而引入的修 正项，无施力者，但在非惯性参考系中，这一力也可以感受到，观察到，例如在 地球上落体偏东、北半球的河流都是右岸比较陡峭，左岸比较平缓等。 关于“离心力”和“惯性离心力”概念的进一步澄清 　　因为书剑子先生批驳我概念“错误”时是如此地理直气壮，并且还搬出了关 于离心力的历史由来。为了慎重起见，我今天特意到图书馆查了有关资料。有代 表性的两个解释是： 　　《物理学辞典》（安徽教育出版社，1988年4月第一版），第92页词条 　　离心力 centrifugal force 　　向心力的反作用力。它与向心力大小相等、方向相反，分别作用于两个物体 上。例如人造卫星环绕地球运动时，卫星受地球的吸引力是向心力，而地球受卫 星的吸引力则是离心力。离心力和惯性离心力的意义是不同的，参见“惯性离心 力” 　　第95页关于“惯性离心力”的词条最后有一段话： 　　注意区别离心力与惯性离心力。相对于转动参考系统，所有质点普遍受到惯 性力，惯性离心力只是这种惯性力的一部分。而离心力作为向心力的反作用力， 是物体间相互作用的牛顿力；惯性离心力是作用于所研究的质点上，而离心力并 非作用于所研究的质点上，相反，它是所研究的质点施于其他物体上的力。 　　《物理学词典》力学分册（汪思谦等编，科学出版社，1986年）的第59页的 词条， 　　离心力 centrifugal force 　　1) 作圆周运动的物体施于使其作圆周运动的其他物体上的力。例如在光滑 水平面上，小球在一根绳子的牵引下作圆周运动时，绳子对小球的作用力是向心 力，而小球对绳子的作用力就是离心力。 　　2) 惯性离心力的简称 　　所有的物理学词典类书籍的解释不出上面所列得两个范围，其中只有少量词 典类书籍提到了“离心力”可作为“惯性离心力”的简称。但是没有一本书是将 “离心力”完全按书剑子先生的意思来解释的。书先生对我关于“离心力”解释 的批评是根本站不住脚的。 　　再查全国自然科学名词审定委员会公布的《物理学名词》（科学出版社， 1996年），上列有两个词条：离心力（centrifugal force）和惯性离心力 （inertial centrifugal force），可见在学术上这是两个不同的概念。 　　那么教科书中怎么说的呢？经查，我所能看到的大学物理教科书中说到“惯 性离心力”时一律不省略“惯性”两个字，可见严肃的学术出版物是特别注意这 两个概念的使用，避免歧义。 　　综上，“离心力”首先是我说的那个概念（即是向心力的反作用力），其次 偶尔会被用作“惯性离心力”的简称。但是严肃的学术出版物一般是不用简称的， 以避免歧义。 　　不知道书剑子先生是真不理解这两个概念对我错批呢，还是实际心里明白而 故意为之。我想可能是前一种吧，而且更可能只是在google上用“离心力”搜索 到了只言片语自以为抓住了我的把柄就匆匆上来开炮了。 (XYS20050908) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.dyndns.info)◇◇