年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，不仅推翻了亚里士多德“物体下落速度和质量成正比”的学说，同时得出了质量不同的两个铁球同时下落的结论。

也就是不同质量的物体在同一地点、同一高度、同时由静止开始自由下落，可以观察到，两物体的速度都均匀的增大而且变化情况完全相同，它们最终同时到达地面。

这种现象说明，在地球上同一地点做自由落体运动的所有物体，尽管具有不同的质量，但它们下落过程中的加速度的大小和方向是完全相同的。

这个加速度称为自由落体加速度，是由物体所受的重力产生的，也称为重力加速度，通常用字母g来表示。

地球人都知道，重力是万有引力的一个分力，另一个分力是提供物体随地球一同做圆周运动的向心力。

所以在两极时，向心力为0，即万有引力等于重力:

得出:

在赤道时，向心力最大，即万有引力等于重力和向心力之和:

得出:

明显看出，地球两极重力加速度大于赤道重力加速度。也随着纬度的升高，向心加速度减小，重力加速度增大，这就是重力加速度随纬度的变化规律，而且重力加速度的方向是竖直向下，但不一定指向地心，只有在南北两极和赤道处的重力加速度方向才指向地心，其它位置都不指向地心。

原因是地球为一个椭球体，君不知，可做一个实验，将面粉和成一块较硬的面团，通过中心穿过一根擀面杖，手握擀面杖的两端用力旋转面团，看看面团的形状，就能理解地球的形状，也就知道竖直向下并不一定指向地心。

这里把科学家用实验测得的重力加速度用下表展示出来，进一步说明了理论和实际吻合的很好。

说了地球表面处的重力加速度，再说高空处的重力加速度。在距地面有一定高度h的某点时，物体与地球间的万有引力等于物体的重力:

得出:

说明随着h的增大，g值变小，即高度越高，重力加速度越小。

再看地球内部的重力加速度。假设地球为均匀介质结构，在地球内部某一点(设距地面深度为h)时，由于在匀质球壳的空腔内任意位置处，物体受到球壳万有引力的合力为0，即物体受到的万有引力等于地球内半径为(R一h)的同心球体M′对它的引力，即:

得出:

根据几何知识，有:

将M′用M代换，可得:

说明深度越深，重力加速度越小，到达地球中心，重力加速度为0，由此我们就可以做出天上与地下重力加速度随距地心距离r的函数图像。

大家可能听过沈阳″怪坡″，马鞍山“怪坡”，日照“怪坡”，济南“怪坡”等等，“怪坡”为何能“怪”，因为熄火的汽车能自行向山上滑行，下坡自行车需使劲蹬踏才能行动，眼见汽车倒行逆驶，缓慢爬坡的怪现象，人们觉得不可思意，故而称“怪”。

其实是怪坡前方下面有高密度的地质结构区，致使“怪坡”处的重力加速度不但增大，而且方向并不竖直向下，而是指向坡的前方向下，汽车所受重力G也就指向坡的前方向下，致使重力有沿斜坡向上的分量G1，拉着汽车沿坡而上。所以“怪坡”并没有多怪，只是此处重力加速度的方向不是竖直向下造成的。

君似乎听过百慕大三角的神秘和诡异，也许它的神秘之处就是地质结构的异常造成重力加速度的非正常，从而形成魔鬼区域。

同理，如果某处地下存在低密度区，则它附近的重力加速度就较小。因此重加速度的测定对勘探地质构造、矿产分布、资源等地质问题相当重要，是地球物理勘探的个重要方法，称之为重力勘探。

总之，重力加速度跟纬度，高度，深度，地质构造都有关系！

文:刘永典