■徐金杯

自由落体运动的定义是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。我们在生产和生活中常见的物体从高处由静止开始下落的运动,在速度不很大,空气阻力忽略不计的情况下,可以近似看成自由落体运动。自由落体运动的特点和规律有哪些? 求解自由落体运动问题可以采用哪些方法? 下面就让我们一起来探究吧!

一、自由落体运动的特点

特点1:物体开始下落时必须是静止的,即初速度v0=0。如果物体虽然沿竖直方向下落,但它下落初始时刻的速度不为零,那么物体的运动就不是自由落体运动。

特点2:物体在整个下落过程中,除受重力作用外,不再受其他外力的作用,即物体不受包括空气阻力在内的其他外力作用或受到其他外力的合力为零。

特点3:在地球上的同一地点,任何物体从相同高度开始做自由落体运动时,下落到同一位置所用的时间必然相同,即物体做自由落体运动的时间与物体的质量无关,只取决于当地的重力加速度。

二、自由落体运动的规律

1.物体在地球上做自由落体运动时的加速度是当地的重力加速度。重力加速度通常用g表示,其方向总是竖直向下,其大小随纬度的增加而增大(赤道上的重力加速度最小,两极处的重力加速度最大),随高度的增加而减小。在无特别说明的计算中取g=9.8m/s2,在粗略计算中取g=10m/s2。

2.自由落体运动的本质是初速度为0的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的常用公式v=v0+at,x=2ax,Δx=at2,,取v0=0,a=g可得,自由落体运动的速度公式为v=gt,位移公式为x=,速度与位移的关系式为v2=2gx,逐差公式为Δx=gt2,平均速度公式为。……