自由落体运动.doc
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1、自由落体运动自由落体添加义项 设置 这是一个多义词,请在下列义项中选择浏览1物理学名词物理学名词静止状态开始下落的物体。地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场。如不考虑大气阻力,在该区域内的自由落体运动是匀加速直线运动。其加速度恒等于重力加速度g。虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平方成反比,但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,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。目录简述1.物体只受重力作用2.自由落体运动的规律3.推论概念公式定律历史探究发现者例子研究巧妙推理提出假说数学推理实验验证合理外推几条推论自由落体各物理量关系简述
2、 1.物体只受重力作用2.自由落体运动的规律3.推论概念公式定律历史探究发现者例子研究 巧妙推理提出假说数学推理实验验证合理外推几条推论自由落体各物理量关系展开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)。其规律 自由落体有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.推论(1)连续相等时间T内的位移之差h=gT2 (2)一段时间内平均速度v=h/t=1/2gt编辑本段概念自由落体的“落体”,顾名思义是指物体从高空下落,关键是“
3、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。编辑本段公式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·t2。 研究自由落体的打点计时器通常在空气中,随着自
4、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。编辑本段定律据伽利略“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。而按牛顿的“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),故大铅球应该先落地,小铅球随后落地,伽利略自由落体实验的结果显然不能体现
5、这种引力差异。即: (F大=G·m大M/r2)(F小=G·m小M/r2) 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。即地球质量大于月球质量,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/h2)(g′月=GM月/h2)编辑本段历史探究对自由落体最先研究的是古希腊的科学家亚里士多德,他提出:物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的,物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢。亚里士多德的理论
6、影响了其后两千多年的人。直到物理学家伽利略在提出了相反的意见。伽利略在1636年的两种新科学的对话中写道:如果依照亚里士多德的理论,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。他在书中设想,自由落体运动的速度是匀速变化的。编辑本段发现者伽利略 自由落体定律:物体下落的速度与时间成正比,它下落的距离与时间的平方成正比,物体下落
7、的加速度与物体的重量无关,也与物体的质量无关。 伽利略是意大利天文学家,也是世界著名物理学家。他于1564年诞生在意大利北部的比萨市,1642年1月8日去世,终年78岁。他毕生致力于科学事业,不仅为我们留下了时钟、望远镜和众多的科学专著,而且还为破除宗教迷信、科学偏见作出了杰出的贡献。 伽利略在比萨斜塔研究自由落体伽利略在比萨大学读书时,对校方经常向学生灌输上帝创造万物之类的宗教信条非常反感,他只是潜心于自己在科学理论上的新发现。有一次,神父在比萨教堂给学生们讲圣经,伽利略却盯住教堂屋顶上摇晃的铜吊灯观察着,他发现,吊灯左右摇摆的来回时间始终是一样的。由此,他发现了“摆锤的等时性”,并在工匠的
8、配合下,制成了有史以来第一台摆锤时钟。后来他又制成了世界上第一台天平仪,还为此写了一篇题为固体内的重心的论文,这使21岁的伽利略引起了全意大利学者的普遍重视。1589年,年轻的伽利略又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。 伽利略在尼古拉·哥白尼的“日心说”鼓舞下,开始向教皇奉为至宝的“地心说”发起挑战,他要彻底戳穿“地球是中心,上帝是主宰”的骗人谎话。为了便于战斗,他制造了第一架天文望远镜。由于视野的延伸,他看到了月亮上的山
9、谷、太阳上的黑子,甚至还发现了木星的四颗卫星即著名的伽利略卫星。 伽利略在科学领域里的重大成就,激怒了罗马教皇及其信徒们,当伽利略写了关于两种世界体系对话这篇科学巨著后,教会终于露出了狰狞面目,把伽利略投入了监狱。教皇乌尔班八世的御用工具宗教裁判所在1633年6月21日宣布对伽利略的判决说:“我们判决你在宗教法庭监狱内服刑,刑期由我们 公式掌握,为了有益于补赎,命令你在今后3年内,每周背诵7篇赎罪诗篇”这一纸胡言,竟使伽利略蒙冤300多年,至死都没有撤销判决,甚至死后还被禁止举行殡礼,不准葬入圣太克罗斯墓地。 但真理是不可抗拒的。1989年,罗马教皇承认伽利略是被“错误地定了罪”,后来教皇又在
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