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自由落体运动的定义需要修改吗?

2010-08-15

物理教师 2010年5期
关键词:参考系石块重力

谢 丽

(安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽芜湖 241000)

本刊2010年第1期发表了《浅谈自由落体运动的定义》一文(以下简称“浅文”).指出了人教版从1995年到2009年各次出版的教科书对自由落体运动的定义“物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动”是错误的.“浅文”认为应该如此表述:物体只有在重力作用下,从速度为0开始下落的运动,叫做自由落体运动.原因是“浅文”认为静止是指同时满足速度为0和加速度为0,只有速度为0,而加速度不为0,就不是静止.

这种说法值得商榷!

由于机械运动的描述具有相对性,为了描述一个物体的运动,我们必须先选择另一个或几个物体作为参考系,然后考察物体相对于参考系是否发生位置变化,如果发生了位置变化,我们就说这个物体在运动,否则就说这个物体是静止的.从这段话中我们可以看出,以地面为参考系,如果物体相对于地面的位置发生变化,则物体在运动;反之,如果物体相对于地面位置不发生变化,物体就处于静止状态.

牛顿第一定律表明,任何物体都要保持其静止状态或匀速直线运动状态,直到其他物体所作用的力迫使它改变为止.

由上面的分析我们知道,静止并不要求速度和加速度同时为0,只要速度为0,物体就处于静止状态.以从手中释放石块为例来说明自由落体运动,释放石块前,石块相对于地面位置没有发生变化,我们说它是静止的,此时它的速度为0,石块处于平衡状态,它的加速度也为0.释放石块后,由牛顿第一定律知,重力将迫使它改变原来的静止状态.但释放石块的瞬间,石块的速度仍为0,石块相对于地面的位置仍没有发生变化,所以说,释放石块的瞬间,石块仍是静止的,但此时它受重力作用,加速度已不为0了.

平时我们在学习过程中说到静止,多指物体处于平衡状态,当物体的速度和加速度同时为0时,物体处在静止状态并保持静止状态;而当速度为0,加速度不为0时,物体将改变静止状态,从静止开始运动.释放石块前,石块是处于持续静止状态,这是我们所熟悉的,容易理解.释放石块的瞬间,石块的速度为0,加速度不为0,因而石块由静止开始做自由落体运动.

在准确把握了静止的概念后,笔者得出的结论是:人教版从1995年到2009年15年来出版的5版高中物理教科书中对自由落体运动的定义是正确的.

1 刘克哲.物理学(第2版).北京:高等教育出版社,2002.

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