月球的自转周期和公转周期为什么完全一致

这个问题从力学分析上来讲比较费劲，可以从能量的角度来考虑。

首先要明白两个问题，第一是从月球质量分布上来说，月球并不是一个绝对的球体，第二，地球的海洋对月球有一个潮汐作用（岩石，土地等也有潮汐力，但较海洋比较微弱）。

起初，月球的公转和自传并不是同步的，这样当月球围绕地球做公转时，潮汐力对月球就有一个作用，这个作用对月球来说有两个效应，第一就是公转和自传的倍率关系，就是说当月球相对地球来看（以地球为参照系）自传周期是公转周期的整数倍时，这时潮汐力对月球来说就是一个非常规律的变化作用，这时月球的自转就会稳定下来，而当自转与公转不是倍数关系时，潮汐力对月球的作用就显得无规律，而这个无规律的效果就是使月球的自转趋于公转的倍数，最终月球的自传会稳定在他公转周期的一个倍数上，至于是多少倍要看他本身的自转周期了，比若说自转是公转的3。5倍，那么当月球自转稳定下来时他肯定是3倍公转周期，如果是1。2倍最终就是与公转同步。

既然公转与自转的周期相同了，那么我们看到的月球自然只是同一个面了，所以看不到月球的背部。

刚才提到潮汐力对月球有两个效应，现在还有第二个效应没有说，那就是月球在远离地球，这也是潮汐力使然。那么我们知道考虑地月系统来说，月球原理地球肯定是机械能变大了（虽然动能小了，但是引力势能增加的更大），那么月球是如何获得这些能量而远离地球呢？那么这里就牵扯到了潮汐力对地球的作用了，刚才只考虑潮汐对月球的两个效应，那么对于地月系统来说地球并没有动能，引力势能刚才已经考虑了，那么还有什么能量的参与呢？那就是地球的自转动能（转动动能），月球原理地球而去的同时，我们地球的自转变慢了，也就是说在很久以前地球的一天要比现在短，而到很久的将来地球的一天要比现在长。这就是我们地月系统的现在正在进行的变化。

月球自转与公转周期为什么一样

（1）由题意知，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，也就是说，以月球上的某一点为参照物，整个地球相对于月球的位置没有发生变化，所以是静止的，即看不出地球绕月球的转动．

（2）又因为地球的整个位置虽然与月球之间保持不变，但地球自身在发生转动，即总是变换着朝向月球的一面．故登上月球的航天员在月球上看地球，将看到地球只有自转．在月球上看到的地球的自转周期与在地球上看到的地球的自转是相同的，即约24小时．

（3）虽然在月球上看不出地球绕月球的转动，但是随着二者相对于太阳的位移的变化，在月球上会看到地球被照亮的一面不断发生变化，即有圆缺的变化．由于月球绕地球一周的时间约30天，所以在月球上看到的地球圆缺的变化也是30天左右．

故答案为：（1）没有；（2）有，24小时；（3）有，约30天．

月球自转与公转周期为什么一样

答：

因为月球被地球潮汐锁定了。

地球对月球的引力在靠近地球的一端是强于远离地球的一端的，这使得月球被拉伸为了一个椭球。整体上这种引力差叫做潮汐力，地球上的潮汐就是因为受到了月球的潮汐力而使得海水在相对月球的不同位置有不同的涨落。如果你能理解地球上的潮汐，那么月球上的固态潮汐也就很好理解了。

当椭球状月球的自转快过公转时，例如，从上图中右上方的绿色位置转到右下方的红色位置，那么它两端受到的来自地球的引力将不再同向，于是就会产生一个与自转方向相反的力矩，使得椭球的自转趋于与公转同步。这种锁定导致我们在地球上基本只能看到月球的一个面。

这就使得月球的背面是个对人类很神秘的区域。为此中国科学家克服重重困难，于2018年成功在月球背面的拉格朗日点（即引力恰好能维持随地月系统同步公转的平衡点）悬停了“鹊桥”号中继卫星，为嫦娥四号及后续卫星的月背探测活动提供了通信保障。

再延展一下，地球的自转有没有可能也被月球锁定呢？当然可以！古生物学家推算出4.4亿年前地球一年有412天，比现今多了八分之一，说明地球的自转确实变慢了。那么这自转的动能去了哪呢？都转移到月球的公转动能上了，这也导致了月球以大约3.8cm/年的速度远离地球。也就是说，也许在未来，月球的公转周期和地球的自转周期也会达到同步。届时，地球某个区域的上空将相对静止地停着一个月亮，而另一侧的区域将永远失去月夜。

by 牧鱼

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