地球绕太阳运行，是什么力让地球在近日点加速的？

　　我们都知道地球绕着太阳转，轨道是椭圆形的。它的速度在进入近日点时会增加，在进入远日点时会减速。根据牛顿第一定律，当一个物体在不受任何静态外力作用下，它会一直保持当前的运动状态（静止），那么地球速度的增加和减慢到底是受到什么力的作用呢？

　　

　　行星如何在近日点达到最高速度？重力与距离的平方成反比。如果一颗行星在圆形轨道上（如上图所示），它的轨道速度将是恒定的，因为它与中心天体的距离是恒定的。也可以认为，引力只会垂直于地球的运动方向，因此引力不会对地球施加任何加减速分量。

　　

　　然而，大多数行星的轨道，包括地球的轨道，都不是圆形的，而是椭圆形的。如果行星的轨道是椭圆形的，行星与恒星之间的距离不是恒定的，因此行星所经历的重力加速度也不是恒定的。

　　其实我们说一个天体或者一个物体围绕另一个天体运行，其准确的描述是：轨道上的物体一直在向中心的引力天体坠落，但是一直漏掉那个点可以被击中。比如我们在地球上发射一枚炮弹，它的初始速度很慢，那么炮弹的轨迹是这样的：近距离，砸在地上。如果我们增加壳的水平速度怎么办？

　　

　　炮弹落地后会飞得更远。让我们注意上图中的撞击点，几乎已经超过了地球的半径，或者说几乎错过了撞击地面的机会。然后看下图：

　　

　　这是一个物体在其轨道上绕着另一个物体运行的情况。它一直在重力作用下下落，但它的水平速度会让他错过中心物体的冲击。机会。上图只是圆形轨道的情况，所以轨道上物体的速度也是恒星的速度。但是椭圆轨道的情况就不同了。当物体绕中央天体运行时，由于向中央天体坠落或远离中央天体而加速和减速。

　　

　　你看，当上图中的天体运动到A点时，它的公转距离会慢慢靠近太阳，引力方向永远指向太阳的中心。当它向着太阳坠落时，引力会在它的轨道方向上提供一个加速度。当它到达B点时，重力垂直于轨道方向，轨道方向的加速度也将为零。此时天体以最快的速度运行，在到达C点的过程中会经历相反的减速过程。这就是地球绕太阳公转时，在引力的作用下，速度会增减的原因。

　　当然有一些简单的定理可以解释地球为什么会加速和减速

　　开普勒第二定律指出：

　　万有引力是一个中心力，无论行星在其轨道的哪个位置都将它拉向太阳.而地球在其轨道上运行的扭矩是重力与两个天体（太阳和地球）之间的半径矢量的叉积，这两个矢量方向相同，因此它们的叉积为零。那么力矩为零，也就是说地球在运动的时候角动量是恒定的。

　　

　　因此，如果角动量守恒，那么它扫过的面积（面积速度）也一定是常数（开普勒已经说过了）。从上图我们可以看出，要使扫掠面积保持不变，行星必须在靠近太阳时移动得更快，在远离太阳时移动得慢。

　　

　　后来牛顿爵士也从数学上证明了开普勒看待这个问题的方式，也提供了另一种看待这个问题的方式。这是能量守恒定律，行星在轨道上运行的总能量是其动能和势能之和。KE=1/2(mv^2,PE=-G(Mm/r)

　　

　　从这两个方程可以看出，随着行星与太阳的距离（r）减小，势能减小（离零越来越远，因为是负数）随着行星与太阳距离的增加，势能趋于零，同理，动能也必然成比例变化，动能最大在近日点，势能最小，情况正好相反。

　　由于行星的质量（m）是一个常数，改变动能大小的唯一方法就是改变行星的速度。所以，如果动能在近日点处最大，那么行星一定在那里运动得更快，如果动能在近日点处最小，那么行星一定在那里运动得慢。

　　作为前面提到，引力是一个中心力，这意味着总有一个力从行星指向太阳，而随着行星的运行，加速度方向与行星速度之间的关系也在不断变化。当行星远离太阳时，加速度会减慢它的速度，而当行星靠近太阳时，加速度会加快它的速度。所以，我们可以看到，在远日点，行星是最慢的，而在近日点，它是最快的。