对自由落体的深度理解
2019-10-21范凌豪
科教新报 2019年8期
关键词:质量
范凌豪
高三总复习的时候,我们复习到了自由落体,让我对自由落体有了新的理解。重力作为作用力,产生重力加速度,这个运动就是自由落体运动,就是物体没有初速度时,只受重力作用下做的运动。
伽利略和他的助手登上斜塔,让一个重十磅和一个重一磅的铁球,同时由塔上自由下落,轻的和重的几乎同时落地。伽利略把试验重复一次,结果仍然相同。两个不同质量的物体在下降时竟然同时到达地面,这是我第一次学习时无论如何都想不通的。当时我是这样理解的:一辆车的速度是10m/s,一个人的速度也是10m/s。虽然他们的质量不一样,但是他们的速度是一样的。
可是一个硬币和一个羽毛在相同的高度扔下就不会同时落地,这又是为什么呢?这个问题我百思不得其解。在复习时我查询了相关资料:常规物体只在重力的作用下,初速度为零的运动,叫做自由落体运动。自由落体运动是一种理想状态下的物理模型,是任何物体在重力的作用下,至少在最初,只有重力为唯一力量条件下产生惯性轨迹,是初速度为0的匀加速运动。物体下落过程中,除受重力作用外,不再受其他任何外界的作用力或外力的合力为0。但是羽毛与砖头的阻力与其重量的比率不同,所以降落时间不一样。
紧接着我又产生了一个新的问题,我们在学习的时候,知道g=9.8,可是为什么等于9.8呢?原来如果把地球看做是半径r=6371km的球形,地球的质量(m=5.98*10^24kg)看做是集中在这个球的球心,那么用牛顿的万有引力公式计算,地球表面的引力加速度大概是a=Gm/r2=9.83m/s2, 大概就是g。……
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