1、月球为什么总是一面朝着地球呢?月球会自转吗? 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 。
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