自由落体运动

关于落体运动，古希腊哲学家亚里士多德， 曾经作出过这样的结论：重的物体下落速度 比轻的物体下落速度快，落体速度与重量成 正比。假设有两块石头，大的重量为8,小的

为4,则大的下落速度为8,小的下落速度为4 。

伽利略在1636年的《两种新科学的对话》中 写道：假设有两块石头，大的重量为8,小的为 4,则大的下落速度为8,小的下落速度为4,当 两块石头被绑在一起的时候，下落快的会因为 慢的而被拖慢。所以整个体系和下落速度在4-8 之间。但是，两块绑在一起的石头的整体重量为 12,下落速度也就应该大于8,这就陷入了一个 自相矛盾的境界。

伽利略由此推断物体下落的速度应该不是由其重量决定的。

1589年，年轻的伽利略在著名的比萨斜塔 上做了轰动一时的自由落体实验。伽利略把两个 不同重量的铁球从斜塔上扔下来，结果两个铁球 同时落地，从而推翻了古希腊学者亚里士多德在 一千多年前宣布的“不同重量物体落地速度不同” 的理论。 类似的实验还有“牛顿管实验”,(教材 P36).现在我来看看这个实验的演示视频。物体在只受重力的作用下，从静止开始下落，下落速 度与物体的质量无关。

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。 这种运动只能在没有空气的空间里才能发 生。在有空气的空间中，如果空气阻力作用

比较小，可以忽略不计。物体的下落也可以看做自由落体运动，

右图是自由落体(小球)的频闪照片。照片上相邻的像是相隔同样的时间拍摄的。在照片上 可以看出，在相等的时间间隔内，小球的下落位 移越来越大，表明小球的速度是越来越大的。即 小球是在做加速运动。 伽利略经过仔细研究物体的下落运动后指出： 自由落体运动公式初速度为0的匀加速直线运动。

(具体推导过程，见教材p39)

在同一地点，同一高度，同时自由下落的物体，同时到 达地面。这就是说，这些初速度为零的匀加速直线运动， 在相同的时间内发生了相等的位移。 根据公式 s s 1 2 at 2 g 9.80665 m s2

1 2 at 2

可知，他们的加速度必定相等。在同

一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。这 个加速度叫自由落体加速度，也加重力加速度，用g表示。 重力加速的方向，总是竖直向下。

精确实验测得

通常计算中，可以把g取9.8米每二次方秒，在粗略计算中

也可以把g取10米每二次方秒。关于重力加速的几点说明： 1、重力加速度g的方向总是竖直向下的； 2、地球上同位置不同高度处的重力加速度是不同的，高度低

处g大，高度高处g 小3、地球上不同位置的重力

加速度一般是不同的，纬度低处g 小，纬度高处g大。

1.自由落体运动是初速度为0,加速度为g的匀加速直线运动。

1 4. 自由落体的位移： at 2 s 2

2s 2.自由落体运动 v0 0,加速度 a 恒定， t at v t2.自由落体运动 v0 0,加速度 a 恒定， t at v 2s t

v0 vt

5.自由落体速度比：

s1 : s2 : s 3 12 : 22 : 32

6.自由落体位移比：v1 : v2 : v 3 1: 2 : 3

s1 : s2

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