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2019年1月3日， 中国的“嫦娥四号”卫星成功的在月球背面登陆，它携带的月球探测车“玉兔二号”也开始了正常的工作，这是人类历史上第一次在月球背面实现软着陆，揭开了人类探索月球的新的篇章。

月球在围绕地球公转时，也在自转。在恒星参考系下，月球公转时间是27.32天，自转周期同样也是27.32天，于是就造成了月球总是一面朝着地球。

也正因为如此，千百年来，月球的背面对人类十分神秘。直到近代，人类发射了许多的人造卫星，才终于揭开了月球背面神秘的面纱。

那么，为什么月球的自转周期和公转周期严格相等呢？为了解释这个问题，我们首先要从一个虚拟力：惯性离心力说起。

惯性离心力

力是物体之间的相互作用，需要有施力物体和受力物体，比如重力、摩擦力、弹力、电磁力等都是真实存在的力。但是，有时候为了数学处理的方便，我们会引入一些虚拟的力，它们不存在，但是引入之后会使问题的讨论变得十分方便，惯性离心力就是这样一种力。

我们都有过这样的经历：在公交车上，如果公交车向左转弯，我们的身子会不由自主的向右歪。在游乐场里有种类似旋转秋千的设施，一旦转动起来，人就会飞到空中，这些都可以看做惯性离心力的作用。

我们可以设计这样的一个模型来说明惯性离心力：有一个匀速旋转的圆盘，上方固定了一个小球。原本小球和圆盘一起旋转，但是某个时刻，小球和圆盘的连接突然断掉了。此后，圆盘会继续旋转，但是小球会凭借惯性做匀速直线运动。

此时如果我们站在圆盘上看，就会觉得小球离中心点越来越远，好像有一种力正在拉着小球向外运动，我们可以把这种力叫做惯性离心力。

经过物理学的推导，惯性离心力的公式为：

其中m表示物体的质量，r表示物体到旋转圆心的距离，而ω称为角速度，表示物体旋转的快慢，它的大小等于2π与旋转周期的比。从公式可以看出：物体的质量越大，距离中心越远，旋转的越快，那么惯性离心力就越大。

潮汐

利用惯性离心力，我们就可以方便的解释潮汐了。

我们知道：地球时刻受到太阳的万有引力作用，同时地球在围绕太阳做圆周运动，因此还受到了惯性离心力。

万有引力的大小为

其中G是万有引力常数，M和m分别是太阳和地球的质量，r是太阳和地球的距离。容易看出：万有引力是随着距离的增大而减小的。

另一方面，如前所述，离心力的大小为

离心力是随着距离的增大而增大的。

在地球中心O的位置，这两个力刚好等大反向，合力为零，因此地球的公转半径几乎不变，既不会靠近太阳，也不会远离太阳。

不过，在地球的表面上情况并不是这样。如果有一个物体在地面上靠近太阳的A点，由于距离太阳近，因此万有引力变大，离心力变小，万有引力和离心力的合力指向太阳。类似的，在地面上远离太阳的B点，物体所受的万有引力变小，离心力变大，合力背离太阳。这里A点和B点所受的合力称为引潮力，是背离地球的。

在地面上有一种非常容易流动的物体：水。由于刚才所述的原因，A点和B点的水都会受到最大的引潮力作用，这会使水面拱起，形成涨潮。同时，水会向A点和B点流动，而在地面上另外两个位置C和D，水面就会下降，形成落潮。这种因为太阳造成的涨潮和落潮称为太阳潮。

与太阳潮类似，月球对地球的吸引力和惯性离心力的合力就是月球的引潮力，而且由于月球距离地球更近，月球的引潮力比太阳更大。在地球朝向月亮的一侧和背离月亮的一侧，会形成月亮潮的涨潮，这种潮水称为太阴潮。

在农历初一（朔）和农历十五（望）的时候，太阳、地球、月球在一条直线上，此时太阳潮和太阴潮的涨潮相互叠加，就会形成大潮。但如果太阳-地球、地球-月球连线相互垂直，就会造成太阳潮和太阴潮相互抵消，形成小潮。

虽然从理论上讲大潮的日子都应该是农历初一和十五、十六，但是由于地球地形等因素的影响，各地大潮的时间稍有不同，例如钱塘江大潮就是在每个月的初三和十八最为壮观。

潮汐锁定

理解了离心力和潮汐的原理，我们终于可以解释为什么月球总是一面朝着地球了，我们称之为潮汐锁定。

不光月球对地球有引潮力，地球对月球同样有引潮力。但是月球表面上却没有水，所以也没办法形成潮汐。不过，在引潮力的作用下，经过漫长的岁月，月球上的岩石也会发生流动，月球朝向地球和背离地球的两侧会被拉长，月球变成了椭球体。

在月球围绕地球转动的过程中，月球的长轴一直朝向地球。这是因为：假如月球转动过程中自转周期与公转周期不严格相等，造成长轴方向偏离了月地连线，引潮力就会及时纠正月球的姿势：A点的引潮力指向地球，B点的引潮力背离地球，两个力不共线，造成月球转动，直到月球的长轴指向地球，两个引潮力共线抵消未至。

就是在引潮力的作用下，经过十分漫长的过程，月球被地球锁定了，所以它只能一面朝着地球。

也许有小朋友要问：既然月球被地球锁定了，地球为什么没有被月球锁定呢？这是因为地球的质量要比月球大很多，锁定地球需要经过更加漫长的时间。其实，由于引潮力的原因，地球的自转周期的确在变大，也就是一天的时间越来越长。再经过几十亿年，地球也会被月球锁定，到了那个时候，地球的一天和一个月就是同样的时间了。

宇宙中有许多质量较小的星球，现在已经完成了相互锁定。例如冥王星和它的卫星卡戎，它们就是彼此锁定的：两颗星球彼此面对面，围绕共同的中心旋转。宛如一对彼此相思，却不能在一起的恋人。

李永乐老师

月球会自转，也确实总是一面朝着地球。

其实导致这种现象的原因很简单，就是因为月球的公转周期=自转周期，都是27.23天。也正是因为月球的公转和自转周期相等，所以我们才总能且只能看见月球的一面。

你想啊，如果月球只公转，不自转，那么我们是其实是能看见月球的每一面的。但如果月球绕地球一圈的时间里，刚好自己也转了一圈，那么产生的结果就是——永远只有一面对着地球。

如果想不明白的话可以自己在空地找一个中心点，把中心点当做地球，自己当做月球，绕着这个中心点走一圈，并且在走的时候保证永远是正面对着这个中心点的，就很容易理解了~

关于月球公转和自转周期相等，也涉及到一个天文学名词——潮汐锁定。

潮汐锁定的出现，和地月之间的引潮力有关系，月球对地球的引潮力在地球上形成了潮汐，而地球对月球的引潮力长期作用下使月球出现了形变，成为了一个椭球体。

这时候呢，月球在自转和公转的过程中就会被地球“锁定”，表现出来的结果就是，只能是月球的长轴正对地球。而一旦自转和公转周期有偏差，月球长轴就不在正对地球，长轴上受到的引潮力指向不同方向，在两个力的作用下月球会发生转动，又会转回到原来对着地球的角度。

以上，希望我的回答能帮助到你，觉得有用的话就点个赞吧~

不吃肠的大肠

月球当然会自转，而且自转的周期与其公转的周期一样，都是28天。正因如此，月球才总是一面朝向地球。（绕一圈的过程中，一面总是朝向地球，那么这一个面的方向一定是在不断变化的，也就是自转）

但更重要的问题是，为什么月球的自转周期和公转周期一样？为什么要一直一面朝向地球？

实际上，像月球一样一直一面朝向主星的天体可不少。水星一直是一个面朝向太阳，火卫一、火卫二、木卫十六、木卫五……它们都总是一个面朝向主星。这样的多的例子，告诉我们：这种事情绝非偶然，而是一个很容易发生的事情。

这种现象，科学上称为「潮汐锁定」。我们来看看下面的这张图就懂了：

卫星在主星的引力作用下，会发生形变，变成一个椭球。在实际上，这个形变的程度很小，上图是为了方便看清才夸张了的。

形变成椭球之后，如果有相对于公转的自转，那就会产生相反的力矩（图中F）。而这个力矩就会阻止卫星偏转。时间长了，这个力就会一直消耗卫星的相对自转速度，直到最终只有一个面朝向主星。这就是潮汐锁定。

章彦博

我们在地球上总是看到月球的同一面，是因为月球绕地球的公转周期为27.3个地球日，月球在绕地球公转的同时进行自转，周期为27.3个地球日，正好是一个恒星月，叫做“同步自转”，由于月球绕地球公转一周时刚好自转一周，月球自转周期和公转周期相等，所以我们在地球上只能看见月球的正面，如果月球不自转的话，月球每公转一周，我们都能360度地观看月球表面至少一次。

这些凸起很快改变了位置，因为月球不同步的自转和公转，然而地球的引力会不断把他们拉扯回来。另外，地球引力还会影响月球的自转速率，如果月球自转快过公转，地球就会在月球自转的相反方向上拉扯它，减慢它的自转速度，不论哪种情况，地球的引力不断的去调整月球的自转速度，使得月球自转一周正好公转一周，永远有一面背对地球。这也就是潮汐锁定，不光月球对地球有潮汐锁定，地球同样也对月球有潮汐锁定。

直到1959年，苏联的月球3号探测器拍到了月球背面的画面。我们才得以知道月球另一面的样子。

许多谦

月球的公转跟自转都是27.32天。为了保持只有一个面面向地球，月球必须靠自转不断的修正因公转对地球造成的角度偏差，月球围绕地球公转如果是逆时针的，那么月球的自转一定也是逆时针的，因此始终保持着一个面面向着地球。那么为什么月球要靠自转来修正呢？是因为地球对月球的潮汐力锁定造成的。月球不规则凸起面总是对着地球，这就像指南针围着圆形磁铁旋转总是同一个极性面对圆形磁铁一样，当指南针围绕圆形磁铁旋转一周时，指南针自身也不知不觉自转了一周。

散步的人——————

潮汐锁定！

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石油城芦苇粉

月球之所以公转与自转同步，其实是月球不会自转，而是在围绕地球公转时在地球引力或磁力的作用被滚了一圈，否则那个设计月亮的物质得做多少复杂的计算和设计才能让月亮公转与自转同步？

CRRCPJY

用脑子想想再问问题。月球要是不自转他还怎么永远一个面对着地球？

若雪Yuki

因为月球的自转角速度或者周期，与它绕地球公转的角速度或周期相等。

laosun9838

潮汐锁定，自转周期等于公转周期。

關鍵字: 科普 自转 朝着