标题：重力
基本概念
能使物体获得重量的各力（包括实际力和虚拟力）共同作用，叫做重力。
万有引力（不仅是地球的）是使物体获得重量的基本的力。然而物体的加速运动影响物体获得的重量，如在地面上，物体随地球自转的向心加速度，就影响了地球的万有引力使物体获得重量的作用效果，使得物体的重量小于地球的万有引力。在其他星球上有同样的问题。因此，在非惯性系下让惯性力参与重力的计算，其结果体现了物体的加速度在这里的影响。有时加速度的影响远大于万有引力，下面有详细论述。
只有万有引力与惯性力可以使物体获得重量，重力是物体所受万有引力与惯性力的合力。力的合成得来的“合力”本身就是虚拟的力。重力这个虚拟力与万有引力、弹力、摩擦力这些实际力在属性方面有本质的区别。重力的作用效果能使物体获得“重量”，并因此得名，所以重力属于俗称效果力的范畴。
重力是矢量，这个矢量的模就是重量。当物体的重量等于零的时候，也就是重力矢量的模变成零的时候，重力这个矢量就不存在了，这一点很重要。重力的方向向下且总是垂直于相对参照系静止的水平面，或说总是平行于相对参照系静止的铅垂线。近似应用在地面附近的范围内，重力的研究和应用采用了近似的方法。
近似方法采用的重力定义是：地面附近一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
近似的方法认为，在地面附近的范围内，同一物体在各处受的万有引力相同，空间各点随地球自转的向心加速度相同，甚至忽略地球的自转。这样重力就近似为恒力。
在这样的前提下，重力加速度恒等于g ,g=9.8N/kg（计算时，常取10N/kg）。物体所受的重力跟它的质量成正比。重力和质量的比值等于g 。
在近似研究中，重力的大小可以由牛顿第二定律来计算，这时重力可以写成：G=mg 。其中，G表示重力，单位用牛顿(N)来表示，m表示质量，单位用千克（kg）。重力的方向垂直于静止的水平面。重力的作用点在物体的重心上。
用近似的方法，在地面附近可以顺利地进行有重力参与的动力学问题的研究，尤其是对抛体运动的研究。为了顺从难度的要求，在中学阶段近似的方法是研究和应用重力的唯一选择。但是所选用的定义存在实质性的问题，这将在【问题分析】一段第4条详细叙述。
定义
一 重力定义的众多版本
重力是力学中最重要、最基本的概念之一。但是，国内外各种课本及参考书对重力概念的定义不尽一致，基本上是以下5类。
1、“重力就是指地球对物体的吸引力。”
2、“地球对地球表面附近物体的引力称重力。”[1]
3、“质点以线悬挂并相对于地球静止时，质点所受重力的方向沿悬线且竖直向下，其大小在数值上等于质点对悬线的拉力”。“实际上，重力就是悬线对质点拉力的平衡力”。“物体在地球表面附近自由下落时，有一竖直方向的加速度g，产生此加速度的力称为重力”。
4、相对地面静止的放置在支撑物上的物体，所受重力是地球对物体的万有引力的不能产生加速度的那个分力，能产生加速度的作用效果全部分给另一个分力，即物体随地球自转所需要的向心力。[2]
5、“地面附近一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。”[3]
以上5类定义中，第1、2、3类是在不同情况下做近似研究时使用的。第5类定义为了适应低难度的要求，只轻轻地触动了一下重力的边沿，读者只能看到重力模糊不清的形象。第4类是在惯性参照系下建立起来的，比较确切。但是以上这几类定义有着共同的缺陷 ：
①只适用于地面附近这个范围。因为定义是在地面附近建立起来的，不能随便应用到离地面更远的空间，更不能随便用到宇宙空间。但是在月球、火星等外星上或飞往太空路上的飞船上，都离不开研究物体在那里的重力，怎么办。
②即使在地面附近，求物体的重力时，也只考虑了地球对物体的万有引力和物体随地球自转的向心力，却没有考虑太阳、月亮及其他星球对物体的万有引力还有物体随地球绕太阳公转的向心力，这是不能被人接受的。
二 重力是所有物理量中，唯一能有众多版本同时存留至今的物理量
重力有众多版本存留至今，这种现象不一般。这说明重力定义的确立存在相当大的困难。像万有引力、弹力、摩擦力这些力学中的物理量，还有热学、光学、电学、原子物理学中的各种物理量的定义都确立了单一的精准版本。
重力定义没有一个版本能排除其他版本的存在，而在力学中独占其位。确立重力定义的艰难使得有关重力的讨论不得不被众人远远地回避。这种身边科学比高深科学还难搞明白的现象，不符合人对自然界的认识规律。
三 重力定义多次重建的内在因素
象万有引力、弹力、摩擦力还有电场力、磁场力等，这些力都是客观存在的真实力，它们的定义是在无数次实验的基础上建立起来的，又经过无数次实验证明了它们的正确性。但是重力定义的建立却没有这些过程。重力是在已经存在的理论基础上，经过科学思维，人为地想象出来的。跟那些实际力的诞生完全不一样。这就是重力定义多次重建的内在因素。
既然重力定义是人为想象出来的，那么重力的定义也可以人为地改变。万有引力、弹力、摩擦力等那些真实力没有这么随便。
四 2012年在力学界出现了重力第6类定义的新版本
重力第6类定义是：把宇宙中星球视为质点之后，在静力学范围内，以放置物体的支持物或物体自身为非惯性参照物，物体所受各万有引力与各惯性力的合力叫重力。下面对新定义做深入说明：
1、物体所受来自外星球的万有引力和与其产生的加速度对应的惯性力的关系
以放置物体的支撑物或物体自身为非惯性参照物，在宇宙中，被看成质点的天体，或相对于天体极小的人造天体、关闭发动机的飞行器等，都是被视为质点的“天体质点”，它们在轨道上运行着。因为天体质点不受万有引力以外的其他种类力如支持力、发动机的推动力的约束，所以某天体所受另一天体的万有引力会全部用来产生该天体的加速度，且对应出一个惯性力。因为此惯性力大小等于该天体的加速度大小与该天体质量的乘积，而来自另一天体的万有引力的大小也等于这个乘积，而此惯性力的方向与此万有引力方向相反，所以其他天体对该天体的万有引力和与其产生的加速度对应的惯性力相互抵消。这样来自另一天体的万有引力就没有使该天体获得重量的作用效果。
把宇宙中天体视为质点之后，就可以认为物体与所在天体的运动状态一样。所以来自其他天体对物体的万有引力也能和与之对应的惯性力抵消。所以物体没有从来自其他天体的万有引力那里获得重量。
2、物体所在星球对物体的万有引力和与之对应的惯性力的关系
物体所在星球对物体的万有引力，不能再和与之对应的惯性力抵消。因为所在星球表面对物体存在着支力的约束，所在星球对物体的万有引力就不能全部用来产生物体的加速度了，只有一部分产生加速度（随星球自转的向心加速度），另一部分使物体获得重量，也就是使物体受到重力。然而重力与支持力抵消着，使得重力没有机会产生加速度。
后面将经常遇到象第1条和第2条这样的问题，不再详细说明。
3、在新定义下地面上物体所受重力的矢量表达式（在其他星球上有相同的过程）
在新定义下，利用力的平衡原理可以较严密地推导出重力的新定义应用在地面上物体所受重力的矢量表达式。（统一用F代表万有引力，f代表惯性力，G代表重力，N代表支力。黑体字母代表的是矢量，下面进行的是矢量运算）
放在支持物上的物体受到地球的万有引力F地，还有太阳的万有引力F太，月球的万有引力F月，及其他星球的万有引力。还有因地球自转而存在的惯性力f地、太阳的万有引力（使地球绕太阳公转）对应的惯性力f太、月球的万有引力对应的惯性力f月，及其他星球的万有引力对应的各惯性力。还有地面的支力N地，等等。所有这些力相互平衡，就有：
F地+F太+F月+…+f地+f太+f月+…+N地 = 0
因为除地球外，太阳、月球及其他星球的万有引力都和与之对应的惯性力相互抵消，经过整理得出 ：
-N地 = F地+f地①
因为地面的支力N地与物体受的重力G相互平衡所以有：
-N地 = G②
把②式代入①式得：
G = F地+f地③
③式就是在新定义下地面物体所受重力的矢量表达式。此式表示出，物体所受重力等于地球的万有引力和与物体随地球自转的向心加速度对应的惯性力的合力。
可以看出在地面附近求重力时，太阳、月球及其他星球的万有引力不参加运算也是正确的。
4、新定义与原定义是等效的，原定义是新定义的一个特例
可以证明新定义与“在惯性参照系下，重力是地球对物体的万有引力的分力，另一个分力是向心力。”这个原定义是等效的，只是新定义选用了非惯性参照系。
从非惯性参照系下的新定义可知，地面物体所受重力的矢量表达式是 ：
G = F地+f地①
惯性参照系下的原定义是：地球的万有引力F地等于物体随地球自转需要的向心力F向和物体所受重力G的合力。其表达式是：
F地 = F向+G，此式整理后是
G = F地-F向②
因为物体随地球自转所需要的向心力F向的大小，等于与此向心力对应的惯性力f地的大小，而它们的方向相反，即
-F向 = f地，
所以新定义的①式与原定义的②式是等效的。
新定义不仅适用于地球上的物体，也能广泛地应用到宇宙中天体和人造天体及飞行器上。实际上地球也是宇宙中的天体。
为适应难度的要求，此定义不出现在中学教材中。
五 新重力概念的内涵
1、参照物的选择
物体相对于惯性参照系的加速度是决定重力这个虚拟力的大小和方向的重要因素之一。而加速度与参照物有着密切的关系，因此选择合适的参照物，能获得最简便的研究重力的方法。（这一点与万有引力、弹力、摩擦力这些实际的力大不相同，这些力的大小和方向与物体的加速度没有直接关系，因此参照物的选择不改变对它们研究的难度）如果参照物选择不当，有的时候会出现错误的结论。因此本定义中选择放置物体的支持物或物体自身为非惯性参照物。在这样的参照系下，观察者才能方便地进行对重力的观测。
2、重力不是客观存在的实际力
重力的作用效果是使物体获得了重量。所以重力这个名称是效果力的名称。又因为它是万有引力与惯性力的合力或说它是万有引力的一个分力，而力的合成得出的合力或力的分解得出的分力，都是人为想象出来的力。所以重力是个虚拟力。
3、研究在不同天体（包括地球、月球等天体，还有宇宙飞船、卫星等人造天体）上物体的重力时，在静力学范围内，选择放置物体的支撑物或物体自身为非惯性参照物。在这样的前提下分析下面的问题：
⑴ 万有引力和惯性力都是同时作用在物体的每一个质元上（即每一个微小部分），都能使物体获得重量使人感到沉重。
⑵ 以地面上的物体为例，物体同时受到地球、太阳、月球及其他众星球的万有引力，求地面上物体所受重力时，不能只考虑地球的万有引力。
⑶ 还以地面上的物体为例，不能只考虑物体随地球自转的向心加速度所对应的惯性力。还要考虑物体随地球绕太阳公转的向心加速度对应的惯性力。还有对应于其他众星球的惯性力等。　
④ 地面上的物体，地球的万有引力、与向心加速度对应的惯性力、支撑物的支持力这三个力平衡着，其他众星球的万有引力都与各自对应的分惯性力抵消了。 所以在计算地面上物体受的重力时，除地球外，其他众星球的万有引力可以不参加运算，但是从原理上讲不能不考虑。
⑤ 求物体在地球外的某星球上的重力时，同样只考虑该星球对物体的万有引力和物体随该星球自转的向心加速度所对应的惯性力。其他各星球的万有引力可以不参加运算。
⑥ 地球、月球、火星、人造地球卫星等，从物理上讲它们没有本质的区别，都是名副其实的天体。根据新定义（重力是物体所受万有引力和惯性力的合力）同一个物体放到不同的天体上，物体所受重力相差很大。比如同一个物体在月球上比在地球上重力小许多，放到人造卫星上重力就是零了（完全失重，实际上只是人造卫星对物体的万有引力及其微小）。
⑦ 以上各条中，把各天体都看做质点了，所以除物体所在的天体外，其他天体的万有引力都把与之对应的惯性力抵消了。但是实际上，天体（除人造卫星外）的体积很大。使得天体表面上物体的加速度与天体质点的加速度不同，而且随时变化。所以物体所受其他各天体的万有引力不能与对应的惯性力完全抵消了，从而使得天体表面上物体的重力发生变化。这就是地球椭球形状的成因和地球海洋发生潮汐变化的原因。
实践检验
通过下面三个实例可以检验新定义的科学性。
一、由失重到“获重”
  带有人造重力装置的人造天体  人造重力装置使卫星自转达到一定转速，原来完全失重的宇航员可以恢复类似在地面上的体重。这种想法早在二十世纪60年代，就在一些科普读物上出现了，幻想在卫星上制造与地球表面类似的生活环境。只是当时没有意识到，在失重状态下长期飞行，会使骨骼脱钙，肌肉变得松弛等，伤害宇航员的健康。远征火星将经过漫长的岁月，为了使健康状况允许宇航员坚持完成人类赋予的科研任务，科学家准备在载人飞船座舱中安装“人造重力装置”，其想法和前面是一样的。使处于失重状态的物体重新获得类似地面上的重量的过程，简称“获重”。获重的基本原理可以运用重力的新定义来解释。已经知道，超重、失重包括现在的“获重”，只是物体所受重力变化的外在表现。按新定义内容讲，宇航员所受的各星球的万有引力的使物体获得重量的作用效果，已经分别被各万有引力加速度对应的惯性力抵消掉。宇航员想获得重量，只能靠另外的惯性力。这就使科学家想到，让座舱自转。这样体重的获得就没有万有引力参与，宇航员所受重力只等于他随座舱自转的向心力所对应的惯性力。总之“获重”是依赖其矛盾的另一方面“失重”而存在着。
二、地球椭球形状的成因
在惯性参照系下观察，由于地球自转，地球表面放置的物体具有向心加速度。赤道上物体的向心加速度最大，两极上物体的向心加速度等于零。
为了解释地球略显椭球形的原因，应分别选择物体在不同纬度上的位置为非惯性参照物。同一个物体在赤道上，物体的向心加速度最大，所以物体所受的惯性力最大，方向却与万有引力相反，而且所受万有引力也最小。这样一来万有引力与惯性力的合力，相对与其他纬度就最小，也就是重力最小。在两极上相对其他纬度万有引力最大，向心力等于零，使得重力最大。这样同一物体从赤道移到极地，重力由最小逐渐变到最大，同时物体的比重也逐渐变大。海水是地球表面的主要组成部分，赤道附近的海水比重最小，根据连通器的比重小的一侧液面比另一侧高的原理，这里的海面会突出一些。使海平面的总体形状呈椭球形。这就使得可塑性的地球在以这种形式分布的重力作用下，就变成赤道距地心远，两极距地心近的椭球形状。
虽然海平面是椭球形，但是在地球表面任意一点上，物体受重力的方向总是垂直于所在位置处的海平面，或说总是垂直于与海平面平行的静止水面。
三、潮汐的成因 
  潮汐现象中海面呈纺锤体形
潮汐的成因主要来自月球和太阳对海洋的作用。这里只分析月球的作用。 由于月球对海洋的作用，涨潮现象同时发生在地球离月球最近的海面和离月球最远的海面这两个区域，从而使椭球形的海平面叠加了纺锤体形。为什么会这样？
把地球和月球看做质点，说是月球绕地球做圆周运动，实际上是月球和地球都绕二者的共同质心做圆周运动，只是地球的圆周轨道小得多。（双星的两个质量相近的星球的圆周轨道近似相等）地球质点受到月球质点的万有引力正是地球质点绕共同质心做圆周运动的向心力，所以这里的万有引力等于向心力。以地心为非惯性参照物，此向心力对应的惯性力与此向心力大小相等方向相反。所以地球质点受月球质点的万有引力与这个惯性力大小相等方向相反，相互抵消。
既然地球被看做质点，就可以把地球上物体的运动轨迹和动力学规律看成与地球质点的完全一样。这样物体受的月球的万有引力和与之对应的惯性力就相互抵消了。
但是实际上地球的体积很大，在离月球最近的地面上的物体，绕地、月共同质心做圆周运动的轨道半径明显小于地球质点的轨道半径，物体所受月球的万有引力就会大于所对应的惯性力，这两个力不能再抵消，其合力与物体受地球的万有引力方向相反，使物体所受重力变小，物体的比重也变小。如果所说的“物体”是这里的海水，那么这里就会有涨潮发生，这跟上段说的连通器原理相同。用同样的方法研究离月球最远的地面上的物体，月球的万有引力小于与之对应的惯性力，它们的合力又是与地球对物体的万有引力方向相反，也是使物体的重力变小，比重也变小。所以在离月球最远的那部分海水同时也会有涨潮发生。这就使得海平面微微呈现出纺锤体的形状。
太阳对海洋的作用的分析方法与月球的一样。两者的共同作用，再加上它们轨道平面的相互交叉及不同地区的地形地貌各异，还有地球自转等，使得潮汐现象变得复杂。
现象的本质
“物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重现象”。反之称失重现象。[3]这样只把现象拿给读者而没有揭示现象的本质，或说没有给出现象的机理，力学的使命不是这样的。超重现象与失重现象的本质论述如下。
在不考虑地球自转的情况下，根据定义“以放置物体的支撑物为非惯性参照物，重力是物体所受的万有引力与惯性力的合力”，来求升降机中放在测力计上的物体的重力。同一个物体，在加速度不同的情况下求出的重力是不同的。重力的变化能反映出超重、失重现象的本质。（指第1条到第4条）
1、当升降机的加速度为零时，物体所受惯性力为零，重力等于万有引力。和该物体在地面上放置时受到的重力一样，其大小可以看做是物体正常情况下的重量。
2、当升降机的加速度方向向上时，测力计的读数变大。物体所受的惯性力方向向下，重力的大小等于万有引力的大小加上惯性力的大小，所以重力的大小大于物体的正常重量。（重力变大了，但万有引力不变）物体出现超重现象。
3、当升降机的加速度方向向下时，测力计的读数变小。物体所受的惯性力方向向上，重力的大小等于万有引力的大小减去惯性力的大小，所以重力的大小小于物体的正常重量。（重力变小了，但万有引力不变）物体出现失重现象。
4、当升降机的加速度方向向下，且大小等于万有引力加速度的时候，测力计的读数变为零。物体所受的惯性力方向向上，且大小与万有引力相等，重力的大小等于万有引力的大小减去惯性力的大小，结果为零。（重力变为零了，但万有引力不变）物体出现完全失重现象。
5、假设地球不自转，如果在这种情况下，把地球表面物体受到的万有引力定为正常的重力，那么在真实情况下就可以说，地面上的所有物体都处在微弱的失重状态。
6、放在卫星中的物体，地球对它的万有引力与对应于绕地球运转的向心加速度的惯性力，两个力大小相等方向相反，使重力变为零，物体完全失重。实际上卫星对物体有微小的万有引力，所以称卫星内部是一个微重力实验室。
7、处在失重状态下的物体，如果又受到支持力，会使物体受到新的重力。同样处于失重状态下的宇宙飞船，如果开启发动机，飞船内的物体和飞船自身也会受到新的重力。 
8、需要注意的是既然重力是同时作用在物体的每一个质元上，那么超重和失重现象就会发生在物体的每一个质元上。
9、超重、失重和“获重”都是物体所受重力千变万化的外在表现。同一物体因为运动状态的变化其所受重力随之变化，重力的变化应该是力学着重研究的问题，力学不必刻意地把超重、失重列为一个课题而不知所措地去研究。
重力加速度
重力的定义本来是在静力学中建立起来的。而在中学教材中，研究抛体（自由落体是抛体的特例）的运动属于动力学范畴。为了适应教材的要求，规定在地面附近范围内，近似地认为重力恒定不变且能产生恒定不变的重力加速度。这样一来就可以以地面为参照物顺利地研究抛体运动了。
但是，超出地面附近这个范围，再以地面为参照物研究有关重力的动力学问题，就会出现与牛顿运动定律不相符的问题。举例如下，在离同步卫星不远的下面，有一座从地面上建起来的铁塔：
1、以地面为非惯性参照物，同步卫星相对地面是静止的，理当受力平衡。 但是地面上的向心加速度比同步卫星的向心加速度小得多。根据惯性力的定义，求同步卫星所受的惯性力必须代入作为参照物的地面的向心加速度。这样计算出的同步卫星受的惯性力就比地球对同步卫星的万有引力小得多，两个力不能抵消，同步卫星的受力并没有平衡。这就与牛顿运动定律不相符了。
2、把同步卫星移离轨道，放到铁塔顶上。同步卫星必须被塔顶支撑，同步卫星处于静止状态。根据第1条中相同的道理，计算出的同步卫星所受惯性力与铁塔的支持力，这两个向上的力合起来小于向下的地球的万有引力，三力的合力不为零，物体怎么会处于静止状态呢。这与牛顿运动定律不相符。同样的道理，把同步卫星向下移到地面附近以上的铁塔的任意位置上，同步卫星虽然都会处于静止状态，但是同步卫星的受力并不平衡，都与牛顿运动定律不相符。
如果分别以同步卫星下铁塔的支撑点为参照物，在静力学的范畴内研究重力，仍然符合牛顿运动定律。因为物体静止时，方向向上的铁塔的支持力与方向向上的惯性力的合力抵消了方向向下的地球的万有引力，受力是平衡的。
既然以地面为非惯性参照物，研究地面附近以上的空间中与重力有关的动力学问题时，都与牛顿运动定律不相符，就没有办法以地面为非惯性参照物在这个空间研究与重力有关的抛体运动，那么在这种空间里重力加速度还有存在的意义吗？即使在地面附近也是用近似方法研究抛体运动，而理论上不可以。
所以从理论上讲，以地面为非惯性参照物研究动力学问题，会与牛顿运动定律发生矛盾。因此在这种情况下重力加速度就没有存在的必要了。但是，总还是要研究这个空间中和宇宙中物体的运动，这就只能在地球以外的惯性参照系下来研究。这样物体的加速度就只能是万有引力加速度了，重力加速度失去存在的意义了。
独特性
重力与弹力、摩擦力、电场力等有本质区别
只有万有引力和惯性力有资格成为重力的分力，因为万有引力和惯性力都是同时作用在物体的每一个质元上，使物体获得重量。
弹力和摩擦力只能作用的物体的局部。电场力也只能作用在物体的局部，因为电场中的导体静电平衡时电荷分布在导体的局部，绝缘体被极化后电荷也分布在绝缘体的局部。磁场力也只能作用在物体的局部，因为永磁体有磁极，软磁体在磁场中也被磁化出现磁极。这些作用在物体局部的力，不能像万有引力和惯性力那样使物体获得重量。
虚拟性
一、虚拟力的产生
力的分解是按照力的多个作用效果，把一个力想象成与各作用效果对应的几个分力，并用这些想象出来的分力把原来的那个力替换掉。
力的合成是把几个力的共同作用效果，想象成是一个力的作用效果，这个力称作合力。并用想象出来的合力把原来的几个分力替换掉。
被想象出来的力是虚拟力。
不论在惯性系下，定义重力是万有引力的一个分力，还是在非惯性系下，定义重力是万有引力与惯性力的合力，重力都是被想象出来的，重力是虚拟力。
二、重力虚拟性的表征
1、对于虚拟力重力，施力物与受力物无法具体判定
客观存在的真实力应该有它的施力物与受力物。虚拟的力就不是这样了，如惯性力就没有施力物。站在理论的角度考虑，重力是虚拟的力，无法判定具体的施力物和受力物。
如果做近似研究，在地面附近，把重力视为地球对物体的万有引力，则对重力来说地球为施力物，物体为受力物。
2、重力不完全遵循牛顿运动定律
① 因为物体所受万有引力与其反作用力在一条直线上。重力是万有引力与惯性力的合力，或说重力是万有引力的一个分力，所以就找不出与重力在同一条直线上的重力的反作用力。与牛顿第三定律不相符。
② 惯性力参与重力的运算，体现了物体的加速度严重影响物体获得的重量，或说影响重力的大小。“加速度能决定力的大小”，与“力决定物体的加速度”，两个说法相反。不符合牛顿第二定律。
③ 从前面的内容知道，重力没有机会产生加速度。这也与真实力有很大区别。
④ 从【重力加速度】一段可知，理论上以地面为非惯性参照物，重力不能参与动力学研究。（但是近似应用时重力可以参与动力学研究）
存在条件
重力定义是在重力与支持力平衡的前提下建立起来的。没有支持力，重力就消失了。例如空壳抛体、关闭发动机的航天器、人造卫星等，在其内部的物体没有办法得到支持力，重力也没有办法出现，物体处在完全失重状态。要重视的是，重力虽然消失，万有引力依然存在。
但是在以地面为参照物研究地面附近的抛体运动的时候，虽然物体不受支持力，但是重力还在那里产生着“重力加速度”。这如何解释？在第九条中已经提到以地面为非惯性参照物，牛顿运动定律是不成立的。只是为方便研究，而且误差范围在生产和生活中是允许的。实际上，在这种近似的研究中，重力已经被近似成万有引力，重力加速度已经被近似成万有引力加速度。因此在这里本不该再提重力和重力加速度。更主要的解释在下面。
有一种重要关系存在着，就是，万有引力或惯性力因其作用效果是使物体获得重量，因而对它们的共同作用换一种称呼，叫重力。这就是万有引力或惯性力与重力的关系，即原名与效果名的关系。重力本来是效果力。既然是效果力，效果消失了，效果力也就消失了（重力消失了，万有引力没有消失）。看下面的例子。
在惯性参照系下，失去支持力的物体，要做加速运动，此时只受万有引力的作用，而万有引力使物体获得重量的作用效果在物体上完全体现不出来了。万有引力的作用效果不再是使物体获得重量，而是产生万有引力加速度，物体出现完全失重状态，此时万有引力的效果名不再是重力。
撤掉支持力后固态物体的失重，不好被人感知到。但是人失去支持力后，可以感知身体各部分重力的消失，身体各部分轻飘飘的，举手投足毫不费力，人体各细胞之间原来存在的压力和支持力都消失了。
失去支持力的液滴下落时呈正球形，也能证明液滴发生了失重现象。
物体一旦失去支持力同时也就失去了重力，出现完全失重现象。此时不但物体与支撑物之间的压力和支力消失了，而且物体内所有各质元之间的压力和支力都消失了。物体的失重就与选择怎样的参照物没有关系了，也与周围环境无关，完全是物体内各质元的事情。除非重力再次出现。
问题分析
有4个问题等待分析：
1、一个是解释卫星失重的观点：人造卫星的向心加速度，“它的大小等于卫星所在高度处重力加速度的大小”。[2]
需要思考下面的问题：
①已经知道，在非近似研究中或说在理论上，以地面为非惯性参照物时牛顿运动定律不成立。卫星的动力学问题不属于近似研究的范围，必须在惯性参照系下才能能正确地研究卫星的动力学问题，才能观察到卫星的运动轨迹。在这样的前提下进行下面的分析：卫星所受的万有引力完全用来提供卫星的向心力的，不可能再分解出个重力来，或说分解出个零重力。所以卫星的向心力等于卫星所受地球的万有引力，进一步说就是，卫星的向心加速度应该等于卫星所在高度处的万有引力加速度，而不是等于卫星高度处的重力加速度。重力此时不存在，它没有机会参与卫星的动力学研究。
②还知道，在惯性系下研究卫星的动力学问题与地球的自转没有任何关系。可是重力这个虚拟力是因为地球自转才能“存在”的，那么卫星失重的问题就与重力加速度挂不上钩了。
③用重力的新定义研究，卫星受地球的万有引力和与之对应的惯性力相互抵消，卫星受的重力为零，但是卫星受的向心力不为零。或说重力加速度为零而向心加速度不为零，二者不可能相等。卫星所在高度处的万有引力加速度与向心加速度相等才是正确的说法。
2、再一个问题是解释宇宙飞船失重的观点：在地面附近圆周轨道上运行的宇宙飞船，设它的线速度为υ “它的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg …… 还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。引力与支持力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力”。通过分析，列方程式并解出，“当υ=（Rg）ˆ(1/2) 时座舱对航天员的支持力FN=0，航天员处于失重状态”。[3] 
需要思考下面的问题：
①为了得出FN=0这个精确（理想化）的等式，卫星轨道半径的值却近似地取了地球半径的值R，地球引力值也近似地取了地面上体重的值mg。做纯粹的理论推导的过程是不能像做近似计算那样取许多近似值。
②在这个观点中，只用在地面附近轨道上运行的宇宙飞船说问题，没有用任意轨道上的航天器说问题，也没进行拓展，所以没有广泛的意义。说明不了任意轨道上的航天器都会有失重现象发生。
③在观点中，通过近似推导，得出结论 “当υ=（Rg）ˆ(1/2) 时座舱对航天员的支持力FN=0，航天员处于失重状态”。这里的“当”基本上是“条件”的意思。可是，只要是在地面附近的轨道上正常运行的航天器，失重现象就会无条件地发生！
④当υ≠（Rg）ˆ(1/2) 时就有FN≠0，航天员就不会失重吗？不是，可是观点中说的很像“是”。实际上，即使此宇宙飞船的线速度发生改变，不再是υ=（Rg）ˆ(1/2)　航天器也只会改变轨道，而失重现象必定存在着，除非开启发动机时或是掉到地面或其他星球上。
3、还有一个问题是，认为存在着“完全失重的环境”的观点：“绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船”内“航天员处于失重状态。”“其实任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器的内部，都是一个完全失重的环境。例如向空中任何方向抛出的容器，其中的所有物体都处于失重状态。”[3]
在非惯性参照系下，物体完全失重的现象的本质，是物体所受万有引力和与这个万有引力产生的加速度对应的惯性力相互抵消，重力变为零，所以完全失重。物体一旦完全失重就与物体周围的空间环境没有任何关系，与“完全失重的环境”无关。举例说明：
①假设宇宙飞船或抛出的容器能像贝壳一样打开了，物体已经不在原来的“完全失重的环境”，可是物体的运动规律没有任何变化，不是仍然处于完全失重状态吗？
② 在轨道上，让大卫星在不接触小卫星的情况下把小卫星装进大卫星。这样小卫星处在“完全失重的环境”，按上述观点说小卫星完全失重。可是小卫星进入大卫星前后的运行姿态并没有改变，所以小卫星在单独运行时虽然没有处在“完全失重的环境”，但是已经处在完全失重状态。 
用上述“装入方”也能证明抛体自身一定处在完全失重的状态。
③ 在半空中一只长管上端的外部，用悬绳把一物体系入管内，悬绳另一端固定。然后使长管自由落下，此时管内是个“完全失重的环境”，但物体被固定着，它虽然处在“完全失重的环境”内，却没有失重。
④ 从放在地面上的长管上端，滴入一滴水使其自由下落，水滴呈球形，因为它处在完全失重状态。但是水滴经过的地方不是“完全失重的环境”。
实际上宇宙飞船自身或抛出的容器自身也必然处在完全失重状态。因为它们所受的万有引力与对应的惯性力也相互抵消，重力也是零，当然失重。所以说，“完全失重的环境”没有存在的意义。失重现象同时发生在物体的每一个质元上，是物体自身的事情，与所处的空间无关。
4、最后一个问题是近似应用中采用的重力定义
近似方法采用的重力定义是：地面附近一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。[4]
①重力是高中力学重要的概念，重力的应用贯穿力学内容的前后。近似方法给出的重力定义，只轻轻地触动了一下重力的边沿，给出一个形象模糊的重力概念。带着重力疑团进入力学，用不明性能的重力工具解决一个个力学问题，会与到许多困难。
②在近似研究中，并没有显现出重力独有的性质和重力独到的作用。实际上是用披着重力外衣的万有引力参加动力学的各种研究过程。虽然给出了重力的定义但是没有真正应用它。
③从实质的角度看，在地面附近，重力本身就是带有微小系统误差的万有引力，这个系统误差是地球自转引起的。既然如此，近似研究时引入万有引力就可以了，只需说明测量时必然存在系统误差，这种误差不影响重力的教学。这样就可以把重力占去的位置还给万有引力。这样一来，重心要改成质心，重力加速度要改成万有引力加速度，重力势能要改成万有引力势能等等。重力的难度远大于万有引力，在中学阶段重力内容已经超出理解能力。
概念拓展
研究重力的主要任务之一是，分析在重力的作用下物体如何对其支撑物发生作用。简单地说就是研究支撑物能否承受住重物的压力。在静力学范畴内，以物体的支撑物或物体自身为非惯性参照物建立起的重力定义，是最好的研究工具。
物体的加速度或说物体受的惯性力，是决定重力大小的重要因素，也是决定重力方向的重要因素。结果与通常的想象不同，重力的方向不再总是竖直向下。如果在非惯性参照系内有可能存在水面的话，重力的方向应该垂直于相对于参照系静止的水平面。或说平行于相对参照系静止的铅垂线。
下面的例子能说明问题：
⑴ 在静力学范畴内，以加速向前行驶的汽车为非惯性参照物，研究用细绳悬挂在汽车上的小球相对于汽车静止时的受力情况。小球受到的地球万有引力与惯性力的合力就是重力，重力与细绳的拉力相互平衡。平衡后，重力与细绳在同一直线上（与汽车静止时的情况一样，都是重力与细绳在同一直线上），重力的方向向下偏后。从图中可以看出，重力大于万有引力，小球出现超重现象。
  图1
⑵ 在静力学范畴内，以沿光滑的斜面加速下滑的滑块自身为非惯性参照物，研究滑块的受力情况。滑块相对参照物处于静止状态。滑块受到的地球万有引力与惯性力的合力就是重力，重力与斜面的支力相互平衡。平衡后，重力的方向垂直指向斜面这个支撑面（与滑块静止在光滑的水平面上一样，都是垂直指向支撑面）。从图中可以看出，重力小于万有引力，小球出现失重现象。
  图2
重心
重力在物体上的作用点叫做重心(center of gravity) 。地球对物体的重力，好像就是从这一点向下拉物体。若用其他物体来支持着重心，物体就能保持平衡。
质地均匀、外形规则的物体的重心，在他的几何中心上，例如粗细均匀的棒的重心在他的中点；球的重心在球心；方形薄板的重心在两条对角线的交点。
但是，重心不一定在重物上。
物体的重心位置，质量均匀分布的物体（均匀物体），重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上，例如，均匀细直棒的中心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。物体的重心,不一定在物体上。
质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化，起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。 
重心位置在工程上有相当重要的意义。例如起重机在工作时，重心位置不合适，就容易翻倒；高速旋转的轮子，若重心不在转轴上，就会引起激烈的振动。增大物体的支撑面，降低它的重心，有助于提高物体的稳定程度。