高中物理自由落体的运动知识点详解
高中物理自由落体的运动知识点详解
在物理的学习中中，学生会学习到各种的运动，下面学习啦的小编将为大家带来自由落体的运动知识点介绍，希望能够帮助到大家。
高中物理自由落体的运动知识点
自由落体运动的定义
从静止出发，只在重力作用下而降落的运动模式，叫自由落体运动。
自由落体运动是最典型的匀变速直线运动;是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。
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的方向是竖直向下的(并非指向地心)，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
只有在赤道上或者两极上，自由落体运动的方向(也就是重力的方向)才是指向地球中心的。
g≈9.8m/s²(重力加速度在赤道附近较小，在高山处比平地小，方向竖直向下)。
自由落体运动的基本公式
(1)Vt=gt
(2)h=1/2gt²
(3)Vt²=2gh
这里的h与x同样都是指位移，一般在自由落体中用h表示数值方向的位移量。
自由落体运动的研究先驱者
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，前384年4月23日-前322年3月7日，古希腊哲学家，柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师。
他的著作包含许多学科，包括了物理学、形而上学、诗歌(包括戏剧)、生物学、动物学、逻辑学、政治、政府、以及伦理学。
和柏拉图、苏格拉底(柏拉图的老师)一起被誉为西方哲学的奠基者。亚里士多德的著作是西方哲学的第一个广泛系统，包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
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。
伽利略对自由落体运动进行了研究。伽利略在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出：
根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。
假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样，就从重物体比轻物体下落得快的假设，推出了重物体比轻物体下落得慢的结论。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。
伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快。伽利略的假设推导法，对物理思维方法起到了非常重要的作用。
伽利略曾在著名的比萨斜塔做了著名的自由落体试验，让两个体积相同，质量不同的球从塔顶同时下落，结果两球同时落地，以实践驳倒了亚里士多德的结论。
高中物理重力加速度的知识点介绍
重力加速度
重力加速度(Gravitational acceleration)是一个物体受重力作用的情况下所具 有的加速度，也叫自由落体加速度，用g表示。重力加速度方向竖直向下，其大小由多种方法可测定。
重力加速度通常指地面附近物体受地球引力作用在真空中下落的加速度。为了便于计算，常在计算中取其近似值约为g=9.8m/s²。
在月球、其他行星或星体表面附近物体的下落加速度，则分别称月球重力加速度、某行星或星体重力加速度。
重力加速度的改变
在同一地区的同一高度，任何物体的重力加速度都是相同的。
重力加速度的数值随海拔高度增大而减小。当物体距地面高度远远小于地球半径时，g变化不大。而离地面高度较大时，重力加速度g数值显著减小，此时不能认为g为常数。
距离地面同一高度的重力加速度，也会随着纬度的升高而变大。
由于重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的向心力。
物体所处的地理位置纬度越高，圆周运动轨道半径越小，需要的向心力也越小，重力将随之增大，重力加速度也变大。
课本和辅导书上常看到的重力加速度值g=9.8m/s²实际上是大概值，并不精确。
如果要找某地g的精确值，最简单的就是利用单摆来测定当地的重力加速度了。
南极、北极与赤道的重力加速度
地理南北极重力加速度比赤道的加速度大。在这里，我们做一个分析：
首先，由于地球不是标准的球形，而是椭圆体;夸张一点来说，就像个椭球体的“橘子”。因此“距离地心近”的两极万有引力大一些，自然重力加速度也较大。
从天体学的相关知识(F向=mvω)可知，赤道附近的向心力大。
相对而言，物体在北极(或者说两极)向心力为零，根据矢量运算法则自然重力也就大一些。
综上两个因素所述：
1南北极万有引力较大;
2南北极没有向心力。
因此，南北极附近的重力加速度大。请注意是两个因素，高中物理网编辑组发现很多学校老师仅强调第二个向心力关系大小的因素，这是不科学的。
单摆测重力加速度的实验
测重力加速度的实验是机械振动与机械波中讲解单摆时讲到的，是高考物理的常考实验。
设单摆的摆长为L，摆球质量为m。
单摆只在最大摆角小于等于5°时，单摆的振动才可以近似看为为简谐振动。单摆的固有周期公式：
由该式可推导：
据此，我们只要通过实验方法测出摆长L和周期T，就可以通过计算得到当地的重力加速度。
合适的实验器材、正确的测量方法、规范的操作是减小误差的重要保证，为了使实验结果更准确，实验时应该注意以下几点：
(1)选择摆线时，应选择细而不易伸长的材料，如丝线等，且长度不应短于1m;作为摆球的小球应选择体积小而密度较大的金属球;
(2)摆线的上端不可随意卷在铁夹上，而应该紧夹在铁夹中固定，以免摆动时发生摆长改变的现象;摆长应为悬线长与球半径之和;
(3)摆动时偏角不应超过5°;
(4)摆球应无初速释放，且摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆;
(5)计算单摆的振动次数时，应从小球通过最低点时开始计时，以后应从摆球从同一方向通过最低点时计数，且测多次全振动的时间，通过取平均值求周期T=t/n;
重力加速度数值
在下面，给出大家几个城市的重力加速度值。
赤道附近g=9.780m/s²;
广州g=9.788m/s²;
武汉g=9.794m/s²;
上海g=9.794m/s²;
北京g=9.801m/s²;
纽约g=9.803m/s²;
莫斯科g=9.816m/s²;
北极地区g=9.832m/s²;
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