A-level物理引力场和引力势重点讲解

英国A-level学校，从教学质量上来看私立学校更占优势，大部分中国留学生也选择私立学校来读，不过一般都是提前一年来申请学校。中国目前也有20几所A-level学校，每年也同样有走进剑桥牛津等世界顶级大学的学生。所以在国外和在国内都可以选择A-level学校来学习。在前面关于A-level选校的问题已经详细介绍过，那么今天小编主要想介绍的是：A-level物理引力场和引力势重点讲解。

引力场 Gravitational Field

我分析重点有二

第一：没有很好的理解场的感念，

第二：没能把场的概念和牛顿力学完美的结合。

如果这两个问题解决了，那么引力场和电场的问题就简单多了。

首先，我们是否知道，自然界有4个基本力，正是这4个力在维持着宇宙万物的运动规律，万有引力就是其中的第一个基本力，万有：就是说此力存在于任何有质量的物体周边。而场就是一个传递信息的媒介，所以任何有质量的物体周边都有其自身的引力场，任何在这个引力场中的物体都会感受到引力作用，这就好比说围绕在地球周边的天体月亮，或是人造卫星，这些天体都在我们地球的引力场中和地球自身进行着INTERACTION(相互作用)

而且万有引力是不需要物体直接接触才可以传递作用力，因为它们之间有个传递的媒介，这个就是场。

用事实来说话

游戏中的一些英雄有光环，而周边的单位都能获得攻击力或防御力的提升，而远离这个英雄效果就消失了。这个光环就是场，出了场就没有攻击加成了，因为没有了interaction。(在场中攻击加成的百分比就是场强，field strength)

我们平时所谓的气场，也是一样，自信和激情洋溢的人，往往场强和场的范围会大，感染力就强，比如当阳桥上张飞一声吼，曹将夏侯杰就坠马了(这不是声波的作用，因为持续时间和frequency都达不到共振的条件)，这就是场

引力势Gravitational potential

这个概念最容易搞混，在地球上我们经常会说重力势能，Mgh 其定义同学们很熟悉，但到了引力场中的引力势不少同学就晕了，原因也是有二

第一：对于potential和 potential energy的感念不熟

第二：在radial field 中场强的变化规律不熟

Potential energy 的概念是：把一个质量为M的物体从某点移动到零势能点(势能最低的点)重力所做的功，那么对于地球的引力场就是说，把一个质量为M的物体从场中一点移动到 0势能点，地心引力所做的功。注意，在地球内部，我们选举地表作为0 potential 的点，这样远离地表的点，势能是增大的，且，每当你多移动一米，所需的额外能量是均等的，当物体从一点掉落到地面的过程中，引力做的是正功(换言之，帮忙的)。

而在宇宙中，地球作为场源，地球表面不再是势能为0的点，因为在地表的物体都收引力作用，而唯一能完全挣脱地球引力的一点就只有无限远的距离了。所以参考定义：重力势能和引力势能的0势能点不一样，一个是从地表上下落，一个是远离地球，而如果要脱离地球的引力其引力自身一定是做负功的!(这是被问到最多的问题)

地球内部的重力，在学习时我们把它假想成一个匀强引力场，所以场强在哪一点都是相等的，而引力场不一样(场强变化规律满足inverse square law 离场源越远，引力越小)所以不但引力小了，距离还增加了，这种变中找变化的过程，就一定要Calculus 来解决了!