自由落体运动时间与高度的估算
2011-09-30 14:25阅读:
自由落体,英语翻译:free-fall
物体只受
重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动(其初速度为0)。
其规律有Vt²=2gh。(g是
重力加速度,g=9.8m/s²)
1.物体只受重力作用
物体只受重力作用下从
静止开始下落的运动叫做
自由落体运动(其
初速度为0)譬如用手握住某种物体,举到空中,轻轻放下(不施加任何外力)(如图)。最简单的例子就是跳伞。其规律

自由落体运动的展示
有Vt²=2gh。(g是重力加速度,g=9.8m/s²)
2.自由落体运动的规律
(1)速度随时间变化的规律:v=gt。
(2)位移随时间变化的规律:h=1/2gt²。
(3)速度随位移的变化规律:2gs=v²
3.推论
(1)相邻相等时间T内的
位移之差△h=gT²
(2)一段
时间内
平均速度v=h/t=1/2gt
4.英语
free-fall
自由落体的“落体”,顾名思义是指物体从高空下落,关键是“自由”二字,其含意为:其一,物体开始下落时是静止的,即初速度为0,如果给物体一个初速度竖直下落,不能算自由落体,其二,物体在下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何作用力(如空气阻力)。
虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平方成反比,但在地面附近,地球的半径远大于自由落体所经过的路程,所以引力在地面附近可看作是不变的,如不考虑大气阻力,自由落体的加速度即是一个不变的常量。它是初速为零的
匀加速直线运动,其
加速度恒等于重力加速度g。
自由落体的瞬时
速度的计算公式为v=gt;位移的计算公式为h=1/2·g·t^2。

研究自由落体的打点计时器
通常在空气中,随着自由落体运动速度的增加,空气对落体的阻力也逐渐增加。当物体受到的重力等于它所受到的阻力时,落体将匀速降落,此时它所达到的最高速度称为终端速度。例如伞兵从飞机上跳下时,若不张伞其终端速度约为50米/秒,张伞时的终端速度约为6米/秒。
自由落体运动的规律
(1)速度随时间变化的规律:v=gt。
(2)位移随时间变化的规律:h=1/2gt^2
(3)速度随位移的变化规律:2gs=v^2
推论
(1)相邻相等时间T内的位移之差△h=gT^2
(2)一段时间内平均速度v=h/t=1/2gt
据伽利略“自由落体”定律,物体下落的加速度与物体的
重量无关,也与物体的
质量无关,

公式
就人们所谈
比萨斜塔的落体实验而言,大
铅球与小铅球都会同时落地,同时击响地面的木板。其实这很清楚,按
牛顿的“
万有引力”定律计算,大铅球(m大)与地球M之间的引力(F大)应大于小铅球(m小)与地球M之间的引力(F小),伽利略自由落体实验的结果显然不能体现这种引力差异。即:
(F大=G·m大M/r^2)>(F小=G·m小M/r^2)
不过把大质量的物体加速到一定速度,比加速小质量物体要用更大的力,所以大质量物体比小质量物体多百分之几的引力,那么加速大质量物体就要比小质量物体增加百分之多少的力,效果被抵消。伽利略自由落体实验的结果其实是可以推算出来的。
就同一个铅球m在同一高度h而言,如果在地球上落下的时间需要1秒,那么在月球上落入月面

公式
的时间就会大于1秒,这又能有效地体现牛顿“万有引力”定律中的质量因素。即
地球引力大于
月球引力,故在吸引同一物体时,地球上的重力加速度g就会大于月球上的加速度g′。即:
(g地=GM地/h^2)> (g′月=GM月/h^2)