高中物理自由落体阻力论文范文
空气阻力对物体自由落体的影响
空气阻力对物体自由落体的影响自由落体是物理学中的一个基础概念,指的是在不受外力干扰的情况下,物体在重力作用下自由下落的过程。
然而,现实中的自由落体并非完全符合理论预期,其中一个重要原因就是空气阻力的存在。
本文将探讨空气阻力对物体自由落体的影响,并从理论和实验两个方面进行阐述。
首先,我们来看看空气阻力对自由落体的理论影响。
根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于质量乘以加速度,即F = ma。
在自由落体的情况下,合外力就是重力,所以我们可以将上述公式写为Fg = mg,其中m为物体的质量,g为重力加速度。
然而,当物体下落时,空气阻力会逐渐增大,与物体的速度成正比。
根据空气阻力的经验公式F = 0.5 * ρ * v^2 * A * Cd,其中ρ为空气密度,v为物体的速度,A为物体所受阻力的面积,Cd为阻力系数。
结合重力和空气阻力,我们可以得到物体的合外力表达式为Fg - F = ma。
由于空气阻力与速度成正比,当物体速度较小时,空气阻力可以忽略不计。
但随着速度的增加,空气阻力逐渐增大,最终与重力相等,物体的速度将达到一个稳定值,称为终端速度。
在终端速度下,物体的合外力为零,即Fg - F = 0,所以物体将以恒定速度下落。
因此,空气阻力对自由落体的理论影响是使物体的速度趋于稳定。
然而,理论只是一方面,实验是验证理论的重要手段。
通过实验,我们可以观察到空气阻力对自由落体的影响,并进一步验证理论的正确性。
在实验中,我们可以使用一个垂直的透明管道,将物体从管道顶部自由下落,同时使用高速摄像机记录下物体下落的过程。
通过观察摄像机拍摄到的画面,我们可以清楚地看到物体下落过程中的变化。
刚开始,物体的速度逐渐增加,但是随着速度的增加,空气阻力也逐渐增大。
当物体达到终端速度时,速度不再增加,物体保持稳定的下落速度。
这与理论预测相符合。
此外,我们还可以通过使用不同形状的物体,改变物体的质量和面积等条件,进一步观察空气阻力对自由落体的影响。
考虑空气阻力下物体自由落体运动
考虑空气阻力下物体自由落体运动自由落体是指在没有外力作用下,物体只受到重力作用而自由下落的运动。
在理想情况下,忽略空气阻力的存在,物体的自由落体运动可以用简单的数学公式进行描述。
然而,在现实情况中,物体在下落过程中会受到空气阻力的影响,导致物体的运动变得复杂。
在本文中,我们将探讨考虑空气阻力下物体自由落体运动的特征以及对运动的影响。
空气阻力是指物体在运动中由于与空气分子碰撞而产生的阻碍其运动的力。
根据空气阻力的性质,我们可以将物体自由落体运动分为两个阶段:初始阶段和稳定阶段。
在初始阶段,物体开始下落时速度较小,因此空气阻力较小,可以忽略不计。
此时物体受到的主要作用力只有重力,因此物体的加速度为常数,即9.8米/秒^2,并且速度将随着时间的增加而不断增加。
根据物体自由落体运动的基本公式v = gt,我们可以计算出物体在任意时刻的速度。
然而,随着速度的增加,物体进入到稳定阶段。
在这个阶段,空气阻力的作用逐渐增大,且与速度平方成正比。
空气阻力的表达式为F = 1/2ρAv^2C,其中A为物体的横截面积,ρ为空气密度,C为空气阻力系数。
由于空气阻力与速度平方成正比,随着速度的增加,空气阻力也将增大。
空气阻力对物体自由落体运动的影响是产生一个与运动方向相反的力,成为阻力力。
阻力力的大小随着速度的增加而增大,直到与重力相等时,物体达到稳定的平衡状态,即终端速度。
终端速度是物体在空气阻力和重力相互平衡的情况下的最大速度。
终端速度的大小取决于物体的质量、形状和空气阻力系数。
较重的物体和较大的横截面积会导致较大的终端速度,而光滑的物体和较小的空气阻力系数会导致较小的终端速度。
终端速度的达到意味着物体不再加速,它以恒定的速度运动。
空气阻力对物体自由落体运动的影响不仅仅是引起物体速度的变化,还会导致其他一些有趣的现象。
一个显著的现象是落体运动的时间间隔。
在忽略空气阻力的情况下,相同高度的物体都将在相同时间内落地。
然而,考虑空气阻力后,速度较大的物体将在较短的时间内到达地面,速度较小的物体将需较长的时间。
物理自由落体运动解题方式论文
自由落体运动的解题方法延安中学 716000 陈新华内容摘要:自由落体运动是高中物理运动学部分综合性比较强的一个知识点。
自由落体运动的题型对学生来讲也是难点,本文对这部份习题分以下几个方面一一着手解决:第一,逐差法处理自由落体运动的加速度;第二,“从头来,从头再来”处理自由落体运动;第三,自由落体运动规律的应用;第四,非质点的自由落体运动。
关键词:自由落体运动,规律,非质点自由落体。
在运动学中,解决自由落体问题,要结合前面几课的基础知识:加速度,速度,位移及其相关公式。
还要将这些死的公式活用到生活中的实际问题上,这是本章知识点的综合,升华和难点,我们可以在熟练掌握基础知识点的基础上将自由落体的习题大致分成一下四种类型:一、逐差法处理自由落体运动的加速度这里要用到在打点计时器的实验中得出的一个定值:匀加速运动在连续相等时间T内,位移之差为一定值(又称匀加速直线运动的判别式)a=(x2-x1)/T2。
例题:学生用打点计时器做重锤的自由落体运动,得到一条合适纸带,所用交流电频率50Hz,每三个点取一个计数点,每相邻两个计数点间距离分别记为x 1=37.5mm,x2=69.0mm, x3=100.5 mm,x4=131.5mm,x5=163.0mm,x6=193.5mm.。
请计算本地重力加速度。
解析:这是一道理论与实际相结合的问题,按照学生的储备知识,他们会给出这样的分析方式:由g1=(x2-x1)/T2,g2=(x3-x2)/T2…..g5=(x6-x5)/T2取平均值得g=(x6-x1)/5T2教师可先肯定学生的算法正确,再由判别式的推导公式提出另外一种算法:由g1=(x4-x1)/3T2,g2=(x5-x2)/3T2,g3=(x6-x3)/3T2取平均值得 g=(x6+x5+x4)/9T2-(x3+x2+x1)/9T2由学生讨论哪种方法更合理。
最终得出结论:第二种方法更合理,因为它用上了所有的测量数据,可以减小系统偶然误差。
物理自由落体归纳总结论文
物理自由落体归纳总结论文自由落体是物理学中一个重要的概念,描述的是在只受重力作用下的物体运动情况。
本文将对自由落体的相关理论和实验结果进行归纳总结,旨在深入理解自由落体现象,并探究相关应用。
一、自由落体定律1. 第一定律:地球上的自由落体运动中,物体垂直下落的加速度恒定为9.8 m/s²,记作g。
这意味着物体在自由落体运动中会不断增加下落的速度。
2. 第二定律:自由落体运动中,物体所受重力与物体质量的乘积等于物体的惯性质量与加速度的乘积,即F=ma。
在自由落体中,由于只有重力作用,所以重力可以用物体质量乘以加速度来表示。
3. 第三定律:自由落体运动中,除了重力外,物体不受其他力的作用。
这意味着在理想条件下,忽略空气阻力等因素,物体的运动只受重力影响。
二、自由落体实验为了验证自由落体定律,科学家们进行了一系列实验。
其中一个经典实验是使用自由落体计时装置,通过测量物体自由下落的时间和距离,来计算加速度。
实验设置如下:将一个小球从不同高度的位置自由落下,并使用计时装置记录下落的时间。
通过分析所得的数据,可以确定自由落体的加速度是否接近于9.8 m/s²。
根据实验结果,我们得出以下结论:1. 在理想条件下,自由落体物体的加速度近似为9.8 m/s²。
实验表明,无论物体初始高度如何,下落时间和加速度之间的关系都符合自由落体定律。
2. 在实际情况下,可能存在一些影响因素,如空气阻力和地球表面的摩擦力,会使物体的真实加速度略小于理论值。
因此,在实际应用中,需要考虑这些影响因素对自由落体的影响。
三、物理自由落体的应用自由落体的概念在物理学和工程学中有着广泛的应用。
下面列举了几个与自由落体相关的实际应用:1. 自由落体实验:在教育领域,物理老师经常利用自由落体的概念进行实验,帮助学生理解加速度和重力的作用。
2. 物体下落速度计算:通过自由落体的加速度公式,我们可以计算物体下落到地面时的速度,并结合其他因素,如物体形状和密度等,来解决实际问题。
论自由落体运动实验的学习心得体会
论自由落体运动实验的学习心得体会全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:自由落体运动实验是物理学中的一个重要实验,通过该实验可以深刻理解自由落体运动的规律和特点。
在进行这一实验的过程中,我深刻感受到了科学实验的乐趣和教育的意义,下面我将分享一下我在自由落体运动实验中的学习心得体会。
自由落体运动实验让我直观地感受到了重力对物体的影响。
在实验中,我通过释放不同重量和形状的物体,观察它们在垂直方向上的运动情况,发现它们都以相同的加速度向下运动。
这使我对重力的作用有了更加深刻的认识,体会到了牛顿的万有引力定律所描述的自然规律。
通过自由落体运动实验,我更加深入地理解了加速度和速度之间的关系。
实验中,我使用测量工具测量了物体下落的时间和高度,通过这些数据可以计算出物体的平均速度和加速度。
从实验数据中可以清晰地看出,物体的速度是逐渐增加的,而加速度是一个恒定的值。
这让我更加深刻地理解了加速度的概念,以及速度和加速度之间的关系。
自由落体运动实验也让我学会了使用科学方法进行实验和数据处理。
在实验中,我需要准确地测量物体的下落时间和高度,然后通过这些数据计算出物体的速度和加速度。
通过这一过程,我学会了如何使用测量工具进行测量,以及如何运用数学方法进行数据处理和分析。
这些实践能力对于我今后进行科学研究和工程实践都是非常重要的。
自由落体运动实验也让我更加深入地认识了物理学的魅力。
通过实验,我可以直观地观察物体运动的规律,感受到自然界的奥秘和美妙。
这让我对物理学产生了更深的兴趣,也更加明白了科学的力量和意义。
我相信,在今后的学习和工作中,我会更加努力地深入学习物理学知识,发现更多关于自然的规律和现象。
第二篇示例:自由落体运动实验是物理课程中的一项重要实验内容,通过此实验可以进一步理解物体在自由落体运动中的物理规律,并学习相关的实验技巧和数据处理方法。
在进行了一系列的自由落体运动实验后,我对此有了一些心得体会,现在我将这些心得体会进行总结,并分享给大家。
物理--自由落体定律研究论文
自由落体定律(1)由来1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的实验,得出了重量不同的两个铁球同时下落的结论,从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900多年之久的错误结论。
关于自由落体实验,伽利略做了大量的实验,他站在斜塔上面让不同材料构成的物体从塔顶上落下来,并测定下落时间有多少差别。
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。
我们若从牛顿的万有引力定律分析自由落体的运动规律,任意两个物体之间都遵循着万有引力定律,轻重不同的两个物体在地球的引力场中做自由落体运动都将获得相同的加速度,所以实验得出大小两球同时落地的结果是符合万有引力定律的。
就是说伽利略的实验结论和从万有引力定律所做的理论分析是完全一致的,从这一点来说,伽利略的实验是正确的。
但是,万有引力定律完全成立是需要一定的条件的,必须假定任意两个中性物体之间的相互作用都是完全遵从万有引力定律的,任意两个物体场都与地球场作用的规律完全相同,而其实不然。
关于重力加速度的公式可以利用牛顿的万有引力定律推导出来。
地球上空的物体在以地心为描述其运动的参照点时,它是围绕地球做匀速圆周运动,物体在与地心连线的方向上受到的合外力是一个指向地球中心的向心力,这个向心力由物体与地球之间的万有引力提供,即F向= F万,根据向心力遵循的牛顿第二定律公式:F=mg和万有引力定律公式:可得,( 当R>>h 时)在上面的式子中,M是地球质量,m是物体的质量,R是地球半径,h是物体距离地面的高度,g是物体围绕地球做匀速圆周运动产生的向心加速度,也即物体在此处的重力加速度,G是引力常量。
再来看一下地面上空的物体做自由落体运动的情况,这种情况地球对物体的万有引力大于物体在该位置环绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力,因此物体将做自由落体运动。
自由落体论文
用自由落体法测重力加速度的研究郭超20080205023408(2)班红河学院理学院摘要:重力加速度是物理学中一个重要的参量.地球上各地区的重力加速度的数值随地理纬度、海拔高度和地质结构的不同而不同.重力加速度的测量不仅在物理中具有重要意义,而且对于研究地层结构和探查地下资源都有实用价值,因此,细致地测量和准确地计算重力加速度是十分必要的.测量重力加速度的方法多种多样,本文利用自由落体原理,借助光电门测重力加速度.为减小误差对具体实验操作及数据处理方法的选择进行深入探讨.关键词:自由落体;重力加速度;实验研究引言:仅在重力作用下,物体由静止开始竖直下落的运动称为自由落体运动。
由于受空气阻力的影响,自然界中的落体都不是严格意义上的自由落体。
只有在高度抽真空的试管内才可观察到真正的自由落体运动——一切物体(如铁球与鸡毛)以同样的加速度运动。
这个加速度称为重力加速度。
本实验对小球下落运动的研究,仅限于低速情形,因此,空气阻力可以忽略,可视其为自由落体运动。
一.实验原理:据牛顿运动定律,仅受重力作用的初速为零的“自由”落体,如果它运动的行程不很大,则其运动方程可用下式表示:其中s是该自由落体运动的路程,t是通过这段路程所用的时间。
不难设想,若s取一系列数值,只需通过实验分别测出对应的时间t,即不难验证上述方程。
然而在实际测量时,很难测定该自由落体开始运动的时刻,因此这种设想难以实现。
如果在该自由落体从静止开始运动通过一段路程s0而达到A点的时刻开始计时,测出它继续自由下落通过一段路程s所用的时间t,根据公式(2-7)可得:这就是初速不为零的自由落体运动方程。
其中v0是该自由落体通过A点时的速度。
上式可写作如下形式:令y=s/t。
显然y(t)是一个一元线性函数。
若s取一系列给定值,同样通过实验分别测出对应的t值,然后作y-t实验曲线即可验证上述方程,这一设想不难实现。
二.实验研究:】1. 利用自由落体公式直接测量根据自由落体公式212h gt = (1) 实验装置如图1(a)所示,只要用光电计时法测出落体下落的时间t 和下落的距离h ,就可以得到重力加速度g .方法虽然简单,但要得到准确的测量值十分困难。
空气阻力对自由落体速度的影响研究
空气阻力对自由落体速度的影响研究自由落体是物理中一个经典的研究课题,它指的是没有受到外力干扰的物体自由下落的过程。
在理想的情况下,物体在不受到空气阻力的情况下会以相同的加速度下落,即重力加速度。
然而,在现实世界中,空气阻力的存在使得自由落体速度会受到影响,这一问题引发了科学家的广泛兴趣。
首先,让我们了解一下空气阻力的概念。
空气阻力是指物体在空气中移动时,由于空气的阻碍而产生的阻力。
在空气中,当物体移动时,空气会阻碍其前进并产生阻力,这个阻力与物体的速度以及物体的形状有关。
对于自由下落的物体来说,其速度越快,所受到的空气阻力就越大。
然而,空气阻力对自由落体速度的影响却是一个复杂的问题。
在低速下,空气阻力相对较小,可以忽略不计。
这是因为空气阻力与速度的平方成正比,当速度较小时,空气阻力也相对较小。
只有在高速下,空气阻力才会显著影响自由落体的速度。
当物体速度增加时,空气阻力逐渐变得重要,直到阻力与重力平衡,物体将不再加速。
这个速度被称为终端速度。
终端速度取决于物体的质量和形状,以及空气的密度。
一般来说,质量较大的物体终端速度较快,而形状较大的物体则终端速度较慢。
除了终端速度之外,空气阻力还会影响自由落体运动的时间。
由于空气阻力的存在,物体下落的速度与时间并不是简单的线性关系。
随着时间的推移,空气阻力逐渐增加,使得物体的加速度逐渐减小。
这就意味着物体下降的速度增长速度变慢,直到最终达到终端速度。
因此,在研究空气阻力对自由落体速度的影响时,我们需要考虑终端速度和时间的因素。
利用实验方法可以通过测量物体下落的时间和速度来确定空气阻力的影响。
首先,我们将选取不同形状和质量的物体,并在同一高度下让它们自由下落。
通过测量它们的下落时间和速度,可以得出它们的终端速度。
在进行实验时,我们还需考虑其他因素对结果的影响。
比如,空气温度和湿度会影响空气的密度,从而影响空气阻力的大小。
因此,我们需要确保在实验过程中环境条件保持稳定。
自由落体运动作文字
自由落体运动作文字自由落体运动作文2000字他是一尊石雕。
纯白色的大理石质地和精细的制作工艺,赋予他一种原始古朴的艺术气质。
他矗立在一处高地上,俯视着整个村子。
乡间的花花草草只能够高高仰起头来瞻仰他,永远可望不可及。
他虽然不亲近花草,但尤爱在春暖花开的日子里,看土里的那些黑色饱满的种子变为五彩斑斓的美丽花朵;听身旁的那条小溪叮咚的欢笑声;听远处那条河唱着哗啦啦的歌,流浪到它们想去的地方。
于是他便跟着它们快乐起来,心里喃喃地念着流水最爱唱的歌,虽然嘴唇紧闭发不出一点声音,他就这样每日每夜里独自快乐。
有时也会黯然失意,但总会找到安慰自己的理由,纯白的气质和高贵的地位让他自豪。
晨起的时候,他会在一阵氤氲的水汽中等候大雾一般迷失的今日与明日。
他只知道自己是一尊坚守在高地上的石雕,却不知道自己来这里的目的。
这时从高处观望这个小山村,他会觉得像人间仙境,风起云淡雾绕叶摇花落虫鸣,似乎完美得无懈可击。
可惜他无法动弹,否则一定会义无反顾地奔向这个小山村。
想到这里,他略微有一丝悲哀,像个流离失所的孩子一样,无所适从,觉得自己的生活中缺少了些什么。
他有些害怕黄昏。
当天空呈现出一团团迷人的橘红色时,因奔走一整天而疲惫了的'太阳,轻松地躺在晚霞的软床上,不易察觉地缓慢沉到地平线下去了。
这样的场景让他晕眩,一瞬间似乎有了一点感悟:坚守在高处,每天重复上演同样的剧情,在日日夜夜的坚守中自己会不会有一天也突然消逝不见。
于是,他想让自己尽量地高兴,每天努力地绽放微笑,热情招呼过往的云朵。
云朵倏地从头上飘过,只落下个淡淡的倩影,却永远没有机会和她们攀谈。
在永无尽头的仰望过后,他有些难过,这一刻,他发现矗立在高处的自己竟然如此脆弱。
夏初的时候,地面上盛开了一朵美丽的花。
花白叶绿,分外雅致,纯净得让人心动。
一抹亮丽的光泽在叶片上闪烁,花蕊从叶片中抽出,芳香四溢,美妙无比。
他看见路过的人们微笑着欣赏这美丽纯白的花朵,他们叫她:玉簪。
空气阻力对物体自由落体的影响
空气阻力对物体自由落体的影响当我们谈论物体自由落体时,往往会忽略一个极其重要的因素:空气阻力。
在日常生活中,我们经常可以看到物体从高处自由落下的情景,比如掉落的树叶、扔下的石子等。
然而,我们往往对这个过程中空气阻力对物体运动的影响并不了解。
首先,让我们来了解什么是自由落体。
自由落体是指物体在没有外力作用下,仅受地球引力加速度作用下的运动。
在理想状态下,当物体从高处自由落下时,重力是唯一作用在它上面的力,导致它以恒定的加速度向下运动。
这个过程可以利用物体的自由落体运动公式来描述:S=1/2gt²。
然而,在现实世界中,物体的自由落体运动并不是那么简单。
空气阻力是一个不可忽视的因素,它会对物体的自由落体产生严重影响。
空气阻力是物体在空气中运动时受到的阻碍力,它与物体的运动速度、体积和形状等因素有关。
当物体刚开始自由落体时,由于运动速度较低,空气阻力较小,对物体运动的影响可以忽略不计。
但是随着速度的增加,空气阻力也会逐渐增加。
物体在下落过程中,空气阻力会逐渐增大,直到最终与重力相等。
在达到这个平衡状态后,物体将保持一个恒定的终端速度。
终端速度是指物体在受到空气阻力作用下,向下运动时达到的最大速度。
当物体的重力与空气阻力相等时,物体的加速度将变为零,速度也就不再增加。
这个速度的大小取决于物体的质量、形状和空气的密度等因素。
通常情况下,平均人的终端速度大约在54km/h左右。
除了终端速度外,空气阻力还会对物体的运动轨迹产生影响。
在没有空气阻力的理想状态下,物体的运动轨迹是一个抛物线。
然而,由于空气阻力的存在,物体的运动轨迹会偏离抛物线,变得更加平直。
这是因为当物体受到空气阻力时,它将会被推向相反的方向,使得物体的运动变得更加直线化。
除了上述的影响,空气阻力对物体自由落体还有一些其他的影响。
例如,空气阻力会导致物体的温度上升,这是因为当物体在下落过程中与空气碰撞时,会产生摩擦热。
在一些极端情况下,比如高速下落的陨石或空中炸弹,摩擦热可能会引发爆炸。
理论力学第二次大作业论文——自由落体及有初速度条件下落体偏东问题的研究
自由落体及有初速度条件下落体偏东问题的研究一.问题背景落体偏东是指在北半球,当物体从高处自由下落时落点会向东偏离的现象。
随着科技的飞速发展和人类对天空的不断探索,落体偏东现象成为了我们必须深入探讨的课题。
早期,在国外曾做过几个落体偏东的实验(见表1)与理论值y0(t)=g2ω(t−sin2ωt/2ω)cosλ(或y0(ℎ)=23ℎωcosλ√2ℎg)进行比较。
式中ω是地球自传的角速度,g是重力加速度(设与纬度无关),λ是落体所处的纬度,h 是质量为m的物体由静止落下的高度,t是落体下落的时间。
如今落体偏东理论已渐趋成熟,在精确制导及载人航天等许多领域都得到了应用和拓展。
本文将对此问题进行简单分析。
二.问题假设◆落体为质点,不考虑空气阻力。
◆不考虑除落体和地球组成的系统外的其他外力。
◆地球为球体,质心与地心重合,自转速度恒定。
三.模型建立与求解3.1 自由落体的偏东问题3.1.1模型建立地球自转速度为ω=0.72722×10−4rad/s地球的半径为R =6378164m质量为m 的物体位于地球赤道时的牵连惯性力F Ie 达到最大,即F Ie =m ×6378164×ω2=0.03373m与物体自重相比F Ie mg=0.00344 可见物体的牵连惯性力远小于其重力,且与运动无关。
故可忽略前因惯性力或将其合并入重力,而只考虑科氏惯性力。
以自由质点为例。
以质点初始位置为坐标原点,Oz 轴沿地球半径方向,Oy 轴沿纬线切线向东,Ox 轴沿经线切线向南。
如图:由质点相对运动微分方程r e c ma F ma ma =--设质点所在位置纬度为λ,则有cos sin ωωλωλ=-+i kr v x y z •••=++i j k 2Ic r F m v ω=-⋅⨯式(1)投影到x,y,z 轴2sin x y ωλ•••= (1)(2)c maG2(sin cos )y x z ωλλ•••⋅=-+2cos z g y ωλ•••=-+ 初始条件 0x y z ===0x y z •••===方程(4)中ω、y 的一阶导数均为小量,与g 相比,略去右端第二项 z g ••=-积分并考虑初始条件z =−12gt 2 方程(3)中x 的一阶导数相对z 的一阶导数为小量,可以略去。
关于自由落体的探讨
关于自由落体的探讨摘要:当前主流理论对自由落体的认识是错误的。
自由落体是具有相对性的。
根据《自由运动论》的理论可知,质量相对大(同密度)、密度相对大的物体,运动速度相对慢,运动曲率相对大。
所以,空气中的自由落体现象,实际上,是物体在做运动速度减慢、运动曲率增大(相对于空气)的运动。
关键词:自由落体,相对性,缓慢,速度,曲率,ON THE DISCUSSION OF FREE FELLAbstract: the Mainstream theories of Current is Wrong. Free Fall is a relative. according to the theory of 《the theory of movement of free》,Quality relatively large (density of the same)and Relatively large density object, Movement is relatively slow, curvature of the Movement is relatively large. Therefore, Objects in the air With the free fall, Actually, it is a Movement (Relative to the air) of relatively slow and curvature of relatively large.Keywords:Free fall,Relativity,slow,Speed,Curvature朗读显示对应的拉丁字字典引言:本文针对当前自由落体运动的理论认识提出了质疑,并且根据《自由运动论》和《地球空心论》的理论,分析论述了自由落体运动的实质。
分析表明,同一高度的不同质量(同密度)的物体,由于运动曲率及速度的不同,在相对于空气的自由落体中,是不可能同时落地的,而且有质量大的物体先落地的规律。
对高中物理自由落体问题的探讨
对高中物理自由落体问题的探讨作者:王宗正来源:《新教育时代·学生版》2018年第26期摘要:自由落体试验在高中物理的学习进程中占据重要地位,一方面通过试验我们高中生可以锻炼动手与思考能力,另一方面,通过试验我们可以得知若干理论和结果,这些试验成果对于我们学习物理及其他学科奠定了良好的基础。
因此,本文对高中物理自由落体问题展开了探讨。
关键词:高中物理自由落体一、自由落体试验概述在开展自由落体试验进程中我们必须严格依据教材连接各个试验仪器,为了尽可能减少来自空气阻力的影响,因而要尽可能将打点计时器上的两个限位孔控制在同一水平线范围内,与此同时,考虑到物体下落的速度极快,应在试验前保证打点计时器通电顺畅,保障它在极快的物体下落过程中能够记下相关数据,在纸带上留下清楚的印迹。
为保证试验数据的准确性务必采取多次试验的方式,同时应该选用第一点和第二点距离接近5mm的纸带,保证选取的纸带误差小,进一步通过纸带中点和点间距的变化计算出当地重力加速度,我们高中生在试验中要积极思考自由落体试验的意义,注重自主的参与试验。
[1]二、基于自由落体试验的若干问题探讨1.对于当地重力加速度的计算结合通过自由落体试验获取的若干数据可进一步计算当地重力加速度,进而可以证明重力加速度的实际存在,通过自由落体试验,我们高中生一方面可以深入的理解重力加速度,另一方面对于相关理论以及公式的应用更加得心应手。
[2]举例来说,我们高中生在打点计时器试验进程中可以获取最接近零误差的纸带,进一步依据纸带上相邻两点间的间距可以推算物体下落进程中的加速度,具体公式如下:[3]将上述纸带上相邻两点间的间距数值代入公式,结合物体落地的总用时,即可计算得出当地重力加速度,根据不同地点的多次计算,可以统计对比得知,初速度为零的物体自高处下落的重力加速度均为9.8m/s2。
2.对于自由落体与匀变速直线运动之间的关系分析通过试验得知,自高处下落的物体呈自由落体运动状态,依据相关试验数据,进一步得知随着时间的推移,物体在相同时间段内位移不断增大,也可以理解为,随着时间的推移,物体在自由落体进程中下落速度一直在变大,即为变速运动。
对自由落体运动的研究
对自由落体运动的研究自由落体运动是指物体在没有受到其他力的影响下,只受到重力的作用下自由下落的运动。
自由落体现象普遍存在于我们的日常生活中,例如一个抛出的石子下落、跳伞运动员从飞机上跳下等等。
对自由落体运动的研究对于探索物质本质和揭示物质运动规律具有重要意义。
本文将从物体的运动特征、运动规律和实验研究等方面对自由落体运动进行详细研究。
首先,自由落体运动具有明显的运动特征。
在没有空气摩擦等外力的情况下,自由落体运动的物体呈现直线下落的运动形式。
物体从静止开始自由下落,速度逐渐增大,而且加速度保持不变,即物体的速度增量与时间成正比,反映为匀加速直线运动。
其次,自由落体运动的规律可以描述为运动学定律。
牛顿运动定律描述了自由落体运动的加速度与物体的质量无关,只与物体的位置和时间有关。
牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,其中F表示物体所受到的合力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
对于自由落体运动,物体所受到的合力为重力,因此F=mg,其中g表示重力加速度。
根据牛顿第二定律,可以得出自由落体运动的运动方程为s=1/2gt^2,其中s表示物体的位移,g表示重力加速度,t表示时间。
根据该方程可以计算出自由落体运动的各个时刻的位移和速度。
再次,自由落体运动的研究可以通过实验进行。
为了研究自由落体运动的规律,可以进行一系列实验。
实验一般通过在垂直方向上减小或增大阻力来研究自由落体运动的影响因素。
例如可以通过改变物体的质量、高度或者在下方增加阻力装置等方式来进行实验。
通过测量物体的运动时间和位移,可以确定物体的加速度,从而得到重力加速度。
通过实验还可以验证自由落体的运动规律,检验运动学定律的准确性。
最后,自由落体运动在物理学和工程学中具有广泛应用。
在物理学中,自由落体运动提供了研究重力和质量之间关系的基础,促进了我们对于引力和物质本质的认识。
在工程学中,自由落体运动的研究可以应用于设计抗震建筑和电梯系统等。
通过对自由落体运动的研究,可以准确测量物体的运动轨迹和速度,提高生产和施工效率。
论伽利略的自由落体运动
论伽利略的自由落体运动大家都知道,伽利略曾经在比萨斜塔将同样大小的木球和铁球同时从塔顶下落,木球和铁球几乎同时着地。
伽利略通过这一实验事实,推翻了原来的错误学说,提出了新的学说――“自由落体运动”:不同的物体从同一高度自由下落,运动的情况与它们的重量没有关系,都是均匀加速运动。
但是,我借助工具书和网络等资料来源查找有关资料后发现,伽利略提出的“自由落体运动”是要有一定的条件的。
即要在没有任何阻力的情况下才能成立。
但这种没有任何阻力的情况在自然环境中是不存在的,因为有空气阻力的存在。
但伽利略的实验结果为什么是同时着落呢?这是因为伽利略的实验地点――比萨斜塔仅有50多米高,而铁球和木球都是比较重的物体,在底空落下时空气阻力几乎没有影响,因此用肉眼看是同时落地。
可是如果用精密的仪器进行检测,就会发现其中的差异:铁球比木球先着地。
我们由此可以得出:在有空气阻力的情况下,两个物体同时在同样高度的位置同时下落,一定是较重的物体先落地。
我们可以用实验来证明这一点。
同样是50米,下落物体是羽毛和塑料泡沫,在无风的天气进行实验。
同时将羽毛和塑料泡沫在同一高度下落,结果塑料泡沫先落地。
也可以运用资料来证明:气象台曾经测量过一滴雨的下落速度:雨点直径是1毫米的小雨,落地速度是4米/秒;雨点直径为2毫米的大雨,落地速度为6米/秒;雨点直径为3毫米的暴雨,落地速度为8/秒。
这种现象怎么解释呢?想要知道其中的道理,必须先理解物体下落的“终极速度”。
所谓的“终极速度”,就是一个物体在几百米乃至几千米的高空中,向地面下落时,落下的速度会不断的增加,会越来越快。
与此同时,空气在与物体摩擦的过程中,空气阻力会越来越大。
到了一定的程度时,由于物体重量是一个固定的值,在落下时不会增加,空气阻力就会与物体本身的重量平衡,使物体的下落的速度不会在增加,并保持着空气阻力与物体的重量平衡时的速度,这时候的速度就是物体的终极速度。
终极速度也可以理解为物体下落时的最高速度。
自由落体受空气阻力运动加速度过程变化
自由落体受空气阻力运动加速度过程变化引言:自由落体是指在无外力作用下,物体只受重力作用而自由下落的运动。
然而,在现实世界中,空气阻力是不可忽略的因素,它会对自由落体的运动产生影响。
本文将探讨自由落体受空气阻力运动加速度过程变化的相关内容。
一、自由落体与空气阻力自由落体是一个理想化的概念,假设在真空中,物体不受其他力的影响,只受重力作用。
然而,现实世界中的空气是不可忽略的,它会对物体的运动产生阻力。
空气阻力是由物体在空气中运动时空气分子对物体的碰撞产生的,它与物体的速度和表面积有关。
二、自由落体的加速度在无空气阻力的情况下,物体在自由落体过程中的加速度是恒定的,等于重力加速度g。
重力加速度是指地球对物体的引力加速度,近似取9.8 m/s^2。
在这种情况下,物体的速度会不断增加,而加速度保持不变。
三、空气阻力的影响当考虑到空气阻力时,自由落体过程中的加速度会发生变化。
当物体开始下落时,它的速度相对较小,空气阻力可以忽略不计。
随着速度的增加,空气阻力也会逐渐增大。
在某一速度达到一定值后,空气阻力与重力相等,物体的加速度将变为零,即达到了终端速度。
四、终端速度终端速度是指物体在自由落体过程中受到空气阻力后速度不再增加的最大值。
当物体的重力与空气阻力相等时,物体的净力为零,速度不再增加,达到了动力平衡。
终端速度与物体的质量和形状有关,质量越大、形状越大气动阻力越大,终端速度越小。
五、加速度的变化在自由落体过程中,当物体速度较小时,空气阻力可以忽略不计,加速度等于重力加速度g。
随着速度的增加,空气阻力逐渐增大,导致净力减小,加速度逐渐减小。
当物体达到终端速度时,空气阻力与重力相等,净力为零,加速度变为零。
六、加速度过程变化示意图在自由落体受空气阻力运动过程中,加速度随速度的变化而变化。
可以用一个示意图来表示这个过程。
图中横轴表示速度,纵轴表示加速度。
当速度较小时,加速度为恒定值g;随着速度的增加,加速度逐渐减小,直到速度达到终端速度时,加速度变为零。
自由落体受空气阻力运动加速度过程变化
自由落体受空气阻力运动加速度过程变化引言:自由落体是物体在无外力作用下,只受重力作用下的运动。
在理想条件下,自由落体的加速度始终保持恒定,等于重力加速度g。
然而,在真实的情况下,空气阻力会对自由落体运动产生影响,使得加速度发生变化。
本文将探讨自由落体受空气阻力运动加速度过程的变化。
一、自由落体的基本原理在没有考虑空气阻力的情况下,自由落体的加速度始终等于重力加速度g,且方向向下。
这是因为物体受到重力的作用,加速度与重力大小相等,方向与重力方向一致。
二、空气阻力对自由落体的影响当物体在空气中自由落体时,空气阻力会对其运动产生影响。
空气阻力的大小与物体的速度有关,速度越大,空气阻力越大。
空气阻力的方向与物体的速度方向相反。
三、自由落体受空气阻力的加速度变化过程1. 初始阶段当物体开始自由落体时,速度较低,空气阻力相对较小。
此时,物体的加速度接近于重力加速度g,加速度变化较小。
2. 中间阶段随着物体下落速度的增加,空气阻力逐渐增大。
空气阻力与速度的平方成正比,因此,加速度随着速度的增加而逐渐减小。
这是因为空气阻力的增加抵消了物体受重力的加速度,使得总加速度减小。
3. 末期阶段当物体下落速度达到一定值时,空气阻力与重力的大小相等,物体的速度将不再增加,达到了终端速度。
此时,物体的加速度变为零,进入稳定状态。
四、空气阻力对自由落体运动的影响1. 延长自由落体时间由于空气阻力的存在,物体在下落过程中速度不断增加,加速度不断减小。
因此,空气阻力会延长物体下落的时间。
2. 减小自由落体高度由于空气阻力的存在,物体在下落过程中速度不会无限增加,而是达到终端速度后保持稳定。
因此,空气阻力会减小物体下落的高度。
3. 影响物体的精确落点由于空气阻力的存在,物体在下落过程中受到不同的阻力,可能会受到侧风等因素的影响,从而偏离原来的下落轨迹,影响物体的落点。
五、应用与实际意义1. 运动员跳伞时,空气阻力可以减缓下降速度,确保安全降落。
自由落体作文
自由落体作文《自由落体》嘿!你们知道什么是自由落体吗?这可太神奇啦!有一天上体育课,老师说要给我们演示自由落体。
我当时就懵了,啥是自由落体呀?只见老师拿出一个篮球和一个乒乓球,高高举在手里。
“同学们,看好啦!”老师大声说道,“我同时松手,看看哪个球先落地。
”我心里想:“这还用说?肯定是篮球重,先落地呗!”结果呢,两个球居然同时落地了!这可把我惊得下巴都快掉了。
我旁边的小伙伴小明也瞪大了眼睛,忍不住叫起来:“这怎么可能?”老师笑着说:“这就是自由落体,在没有空气阻力的情况下,物体下落的速度与重量无关。
”我还是有点迷糊,就问老师:“那要是在现实生活中呢?”老师指了指窗外的树叶,说:“你看,树叶从树上飘落,那就是受到了空气阻力的影响,下落的速度就比较慢。
”放学回家的路上,我一直在想这个自由落体。
我看到路边的石头,就想:“要是把石头扔下去,它是不是也会像在课堂上那样自由落体?”回到家,我赶紧把这事跟爸爸妈妈说。
爸爸笑着说:“儿子,那你想想,跳伞运动员从飞机上跳下来,算不算自由落体?”我挠挠头:“应该算吧,可是他们有降落伞呀!”妈妈接过话茬:“对呀,降落伞就是改变了下落的速度和状态。
”晚上躺在床上,我还在琢磨自由落体。
我觉得这就像一场神奇的魔术,看似简单,却藏着好多秘密。
自由落体,它就像是一个神秘的朋友,总是在不经意间给我们带来惊喜和疑惑。
它让我们知道,生活中好多看似平常的事情,其实都有着不为人知的道理。
我想,以后我一定要好好学习,去探索更多像自由落体这样有趣的知识,说不定我还能发现新的奥秘呢!你们说,是不是?。
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【一】:高中物理知识点总结自由落体运动
一. 教学内容
自由落体运动特点初速度为0,只受重力。
(空气阻力很小时,也可把空气阻力忽略)
②
③
④,粗略计算
取
自由落体运动是匀变速直线运动的一个特例。
因此初速度为0的匀变速直线运动的规律对自由落体运动都适用。
(二)竖直上抛运动
竖直上抛运动将物体以一定的初速度沿着竖直向上的方向抛出(不计空气阻力)的运动。
当
为正时,表示物体运动方向向上,同理,当
为
负时,表示物体运动方向向下。
当S为正时表示物体在抛出点上方,同理当S为负时表示物体落在抛出点下方。
所以上升到最高点的时间
物体上升的最大高度
从上升到回到抛出点的时间由
所以下降时间
(2)将竖直上抛运动看成前一段的匀减速直线运动和后一段的自由落体运动。
(3)将竖直上抛运动看成整体的初速度方向的(竖直向上的)匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合成。
三. 重难点分析
(一)对自由落体运动的理解
自由落体运动的重点和关键在于正确理解不同物体下落的加速度都是重力加速度g,同学们在学习的过程中,必须摒弃那种因受日常经验影响而形成的“重物落得快,轻物落得慢”的错误认识。
由于自由落体运动是
、。
(2)a、运用斜面实验测出小球沿光滑斜面向下的运动符合
的值不变,说明它们运动的情况相同。
c、不断增大斜面的倾角,得出。
(2)物体从抛出点开始到再次落回抛出点所用的时间为上升时间或下降时间的2倍。
(3)物体在上升过程中从某点到达最高点所用的时间,和从最高点落回到该点所用的时间相等。
(4)物体上抛时的初速度与物体又落回原抛出点时的初速度大小相等,方向相反。
(5)在竖直上抛运动中,同一个位移对应两个不同的时间和两个等大反向的速度。
【典型例题分析】
[例1] 某物体做自由落体运动,把下落总高度分为三段,从起点计时通过三段的时间之比为
则三段高度之比为()
B.。
C.
D.
∴选D
[例2] 如图所示,长
悬挂在一长
米的中空圆筒B竖直立在地面上,在它正上方的细杆A,A上端距B下端10米,在剪断A悬线的同时,B以
向上匀速,题目中要求A与B在空中相遇的时间,即从A的下表面与B的上表面接触开始计时,到A的上表面与B的下表面接触结束的这段时间,∴
秒
【模拟试题】秒。
A. 加速度变化的运动可以是直线运动
B. 加速度不变的运动一定是直线运动
C. 加速度减小的运动是减速运动,加速度增加的运动是加速运动
D. 当运动物体的加速度改变时,速度也同时改变,因此向右运动的物体,有向左的加速度时,运动方向立即向左。
时刻两物相遇
D. 时刻两物体相遇
A. 5m、5m
B. 3m、5m
C. 3m、4m
D. 1m、4m
A. ①②
B. ①④
C. ③④
D. ②④
的速度跑完了余下的
则速度v的大小为()
路程,若全程的平均速度是
,
B.
C.
D.
,则
和A. 当质点做匀加速直线运动时,
C. 当质点做匀速直线运动时,
B. 当质点做匀减速直线运动时,动时,D. 当质点做匀减速直线运,到C点时速度为
,则AB与BC两段距离之比为()
A.
B. 1:2
C. 1:3
D.
如图所示,质点做匀加速运动,由A点到C点,在A点的速度为
在C点的速度
,在BC段的加速度为
,。
加速度比较,应该是()
A.
C.
10. 金属片和小羽毛在抽成真空的玻璃筒内下落的实验说明()
A. 同一地点真空中物体下落快慢与重力大小无关。
B. 物体越重下落越快
C. 同一地点,不论有无空气,物体下落快慢均与重力无关。
D. 同一地点,无空气阻力时下落快慢与高度有关。
1 从一座塔顶自由落下一石子,忽略空气阻力。
如果已知重力加速度大小,再知下列哪项条件即可求出塔顶高度()
A. 石子落地时速度
B. 第
末和第
末速度
C. 最初
内下落高度 D. 最后
内下落高度
1 飞机以初速度为高中物理自由落体阻力论文。
的角)。
经过
,加速度
(速度方向与水平面所成,飞机的高度下降 m。
1 五辆汽车每隔一定的时间,以同一加速度从车站沿一笔直公路出发,当最后一辆开始启动时,第1辆汽车已离站320m,此时第3辆汽车离站距离是 m。
1 研究“匀变速直线运动”的实验中,打点计时器在纸带上打出一系列的点如图所示,每两点之间有4个记时点,其中OA=0.9cm,OB=4cm,OC=5cm,OD=2cm,求纸带加速度,A 点的瞬时速度是
1 一矿井深125m,在井口每隔一段时间落下一个小球,当第11个小球刚从井口落下时,第1个小球恰好到达井底,则相邻两个小球下落的时间间隔是 s;此时第3个小球与第5个小球相距 m。
(g取图象,试回答
(1)质点在AB、BC、CD段的过程各做什么运动?
【二】:高一物理自由落体运动的规律
2 自由落体运动的规律
【三维目标】
知识与技能
1.知道什么是自由落体运动;
2.知道什么是自由落体加速度,它的方向和大小;
3.掌握自由落体运动速度、位移随时间变化的规律;
4.运用自由落体运动规律解决实际问题。
过程与方法
1.观察自由下落的物体,预测其运动特点;
2.经历探究自由落体运动的规律;
情感态度与价值观高中物理自由落体阻力论文。
对用图像描述和研究物理问题感兴趣,体会数学在研究物理中的重要性。
【教学重点】
自由落体运动的概念、性质、规律及重力加速度
【教学难点】
微元法推导位移时间关系式
【教学过程】
新课导入
我们用钱毛管实验验证了影响物体下落的因素是空气阻力,在没有空气阻力时,羽毛和硬币同时落地。
大家想一想,如果忽略空气阻力,让所有的物体由静止开始下落的这种运动一样吗?
自由落体运动
在这种忽略空气阻力的情况下,物体由静止开始下落的运动我们给它起个名字——自由落体运动。
(请大家看书,看一下它的准确定义。
板书)
定义物理学中,把物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动,叫自由落体运动。
请同学们根据定义总结自由落体运动的特点
(学生讨论总结,教师板书)
自由落体运动的特点
(1)初速度为零
(2)只受重力
我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗?
(学生不是,存在空气阻力。
)
在我们的日常生活环境中,自由落体运动是不存在的,只是一种理想运动模型。
但利用忽略次要因素,抓住主要因素的物理研究方法,我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看做自由落体运动。
什么样才叫做阻力影响不大,就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件一般情况下,密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
自由落体运动的规律
通过伽利略的实验验证,我们得出了一个结论,就是自由落体运动的性质是初速度为零的匀加速直线运动。
我们要描述这个运动,就要知道它的加速度,速度和位移。
伽利略的实验只是给出了速度与时间成正比,位移与时间的平方成正比这个定性关系。
没有给出定量的关系,就不能具体计算一个物体下落在某个时刻或某个位置的速度,或它下落的高度,也就是位移。
我们这节课一起来探究自由落体运动的加速度,速度和位移的规律。
首先,我们来看加速度。
一.自由落体运动的加速度
我们在学习匀变速直线运动的概念时说加速度恒定的直线运动为匀变速直线运动。
既然自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,那么它的匀加速就是恒定的。
自由落体运动的加速度由重力产生,又叫重力加速度,用g表示。
加速度是矢量,它就有大小和方向。
g的大小。
约为8m/s2
曾经有个商人从处于北极附近的荷兰贩了5000t的货物到赤道附近的港口去卖,发现货物的重量轻了些。
这是为什么?
(两地的重力加速度不一样。
)
在这,对于重力加速度的大小有几点要注意
(1)在同一地点,g的大小相同,在不同地点,g的值略有不同。
A.同一海拔高度,纬度越高,重力加速度越大。
B.同一纬度,海拔高度越高,重力加速度越小。
荷兰在北极附近,纬度比赤道大,所以重力加速度大,重量大,关于具体值,见课本51页,可以明显发现纬度大的比纬度小的重力加速度大。
(2)在具体的计算题中,题目规定g=10 m/s2,就取10 m/s2。
没有规定就取
8m/s2。
g的方向竖直向下
3、性质初速度为零的匀加速直线运动。
二、自由落体运动的速度
1、请学生根据加速度的定义式推导自由落体运动的速度公式。