高中物理之自由落体
频闪照相:设竖直方向的位移为X,竖直方向 就是自由落体运动,利用公式X=1/2gt²,是从 最开始计时,初始速度为0。时间t就是:快门 速度乘以照片数,竖直位移X:数竖直方向上 走过的背景格子数乘以一格的长度。将X和t代 入,可得到g,即自由落体的加速度。
1)估测屋檐的高度 2)自制测定反应时间尺 3)利用频闪照相法求重 力加速度 4)测出井口到井里水面 的深度
例:自由下落的物体,在落地前的 最后1s内下落了25m,问此物体是 从离地面多高的地方开始下落的? (g=10m/s²)
解: (1) 最后0.5秒速度为 25米每 秒 (2) 物体从0加速到25 要用 25/10=2.5s (3) 全程共用2.5+0.5=3s (4) 根据 h=1/2gt²得 h=45米
数学运算:如果v与x成正比,将会得到荒谬的结论; 如果v与t成正比,它通过的位移x就与t2成正比。
实验验证:为了便于测量时间,伽利略设法用斜面做实验。他在木制 斜槽上蒙上羊皮纸,让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下,通过上百次对 不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究,发现小球沿 光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比,小球的运动是匀变速直 线运动,且倾角一定不同小球的加速度一定不同,即倾角越大加速度 越大。 合理外推:他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推:设想斜面的 倾角越接近90度,小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动; 当斜面的倾角达到90度时,小球就做自由落体运动。从而,自由落体 运动是初速度为0的匀加速直线运动,且所有物体自由下落时的加速度 都相同。
自由落体
目录
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。
实验设计:
实验1:让一枚硬币与一张纸同时 从同一高度落下,看看哪个先着 地;然后将纸紧紧地揉成纸团, 再做这个实验,观察现象。
实验2:在一根玻璃管中羽毛和小硬币等物品,让 它们同时下落,观察它们的下落情况。然后,将 玻璃管抽空,重新实验,观察现象。
传统实验
将传感器的发射端固定 在物体上,接收端与电 脑连接,设置完成。将 物体随发射端自由下落, 得出s-t图像,微分之后 即得v-t图像,再微分即 得a-t图像,如果实验成 功,物体下落时的a-t是 一条直线
物体下落的速度应该 不是由其重量决定的。 自由落体运动的速度是匀速变化的。
铁质重球
木质轻球
结果发现,各种物体都是同时落地,而不分先后。 也就是说,下落运动与物体的具体特征并无关系。 无论木制球或铁制球,如果同时从塔上开始下落, 它们将同时到达地面。
伽利略通过反复的实验,认为如果不计空气阻 力,轻重物体的自由下落速度是相同的,即重力加 速度的大小都是相同的