浅析引潮力

马彦

（云南省玉溪第一中学）

浅析引潮力

马彦

（云南省玉溪第一中学）

潮汐现象与万有引力相关，但是产生潮汐的引潮力并不等同于万有引力。通过地球与月球相对运动的物理模型计算分析了引潮力的起源，揭示了地球上质点所受的引力与向心力的差即为引潮力，介绍了涨潮与落潮的形成，并讨论了月球与太阳所产生的引潮力对潮汐的影响。因为大部分高中生对非惯性系仅有概念性了解，避免使用“惯性离心力”这一名词，而用高中生熟悉的向心力和离心现象来解释潮汐。

潮汐；引潮力；万有引力；向心力

在高中《物理》必修2的课本最末有一个课题，研究潮汐现象。其中提到“直到牛顿发现了万有引力定律，才在巨著《自然哲学的数学原理》中解释了潮汐现象”，提示了潮汐现象与万有引力有关。很多学生认为，潮汐就是由月球及太阳对海水的引力形成的，因为月球离地球近，所以月球对潮水的引力大于太阳对潮水的引力，月球对潮汐的影响更大。产生潮汐的引潮力就是万有引力吗？

根据太阳质量约2.0×1030千克，日地平均距离约15亿千米，月球质量约7.3×1022千克，月地距离约38.4万千米，由万有引力公式计算可知，对地球上的同一质点，太阳的引力大约是月球引力的180倍。也就是说，对于潮水或地球上的其他物体，虽然太阳比月球离得远，但太阳质量大得多，所以太阳引力还是大于月球引力的。而查阅资料可知，月球的引潮力是太阳的2.18倍。显然说明引潮力并不是万有引力，那它究竟是什么呢？

首先，我们要知道，地球自转对潮汐没有影响。在地球自转时，地球表面任一水质点都受到地球引力，与地球表面的所有物体一样，这个引力一小部分用于提供水随地球自转所需的向心力，剩余部分就是重力。因此，在引潮力分析中，可假定地球不自转。

图a

图b

受月球影响产生的潮汐称为太阴潮，受太阳影响产生的潮汐称为太阳潮，原理与上述类似。但因为日地距离很大，太阳对地表各质点的引力与对地心质点的引力之差很小，所以引潮力也很小。因此月球对潮汐的影响比太阳更大。

当然，影响潮汐的因素还有很多，如地理位置、天气等。在这里就不讨论了。

综上所述，从高中物理的角度来解释，月球（或太阳）对潮水的引力有两个分量，其中一个用于提供潮水绕地月（或日地）公共质心做圆周运动的向心力，另一个分量就是引潮力。相信高中学习过万有引力和圆周运动的学生，在教师的引导下，也可以自己分析引潮力了。

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［4］杨光弟，黄锑儒，靳林.大学物理教学与地球科学的有机结合［J］.高师理科学刊，2011（4）.

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·编辑刘青梅