三、牛顿发现万有引力时的思考

牛顿看到，树上的苹果落在地面上，月亮围绕着地球旋转，都没有离开地球的控制。他想，地球大概有某种力量，吸引一切东西在它周围。物体所具有的重量是否也是地球引力的结果呢？

他设想，如果站在一座很高的山上，沿着水平的方向抛一个铅球。铅球在向前飞行的同时，由于重力的作用也在向下落，最后落到地面上。 铅球的水平速度越大，它落地以前飞过的水平距离也越远。它的轨道弯曲程度也越小。

    如果铅球的力量足够大，以致铅球的轨道曲线的弯曲程度和地球表面的弯曲程度相同，那么铅球就会像月亮那样，绕着地球运转下去，永远落不到地面了。

 这是牛顿的思想实验。这个设想正确吗？可以有实验事实证实吗？

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            牛顿苹果树下的思考

 http://s14/mw690/d627c2d7tx6CiYkIphH8d&690

                牛顿考虑受地球重力影响的平抛运动  参看《科学世界》2009年9期P.67  

四、牛顿的月地实验

牛顿注意到无论是苹果落地，还是在高山上，重力没有明显减弱。更高的地方，物体仍有重力，并且仍然没有明显的减弱。再远些，月球围绕地球转，是地球的吸引力的作用，同时也是为月球绕地球运动提供的向心力。

牛顿很重视实验和事实，但设想如何得到证实？当时的条件只能在地面上猜想天上的事情。牛顿设计了月地理想实验。目的是研究天上的力和地面上的力都是与距离的二次方成反比衰减的力。在之前，伽利略设计的小球从光滑斜面滚下至光滑平面，将“永远”滚动，就是一个理想实验。

牛顿让月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就与地面重力加速度相比，另一方面，让月球绕地球做近似圆周运动下落的距离与相同时间物体在地面下落的距离相比。即：

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            http://s14/mw690/d627c2d7tx6CiYBfKQR5d&690

若设想正确，这两个比值相等。他通过计算，得到这两个比值是相等的，证明想法是正确的。

    牛顿的月地实验论证了作用于月球上的力与地球表面的重力是同一性质的力。地球与太阳之间的吸引力也是这种力，宇宙中的一切物体之间都存在着这种相互作用的力，并且是满足与距离的平方成反比衰减的规律，牛顿称之为“万有引力”。