一、自由落體三個(gè)公式推論
按照Vt=V0+at,推導(dǎo)入Vt=gt;按照S=V0t+1/2(at2),推導(dǎo)入h=1/2(gt2);按照Vt2-V02=2as,推導(dǎo)入Vt2=2gh。(V0=0)
二、自由落體運(yùn)動(dòng)公式
1.初速率Vo=0
2.末速率V=gt
3.下落高度h=1/2gt2(從Vo位置向上估算)
4.通算公式vt2=2gh
5.推測Vt=2h
注:(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速率為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),遵守勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律
(2)g≈9.8m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向上)。
三、自由落體定理公式推論
關(guān)于重力加速度的公式可以借助牛頓的萬有引力定理推論下來。
月球上空的物體在以地心為描述其運(yùn)動(dòng)的參照點(diǎn)時(shí),它是圍繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體在與地心連線的方向上遭到的合外力是一個(gè)指向月球中心的向心力自由落體加速度,這個(gè)向心力由物體與月球之間的萬有引力提供,即F向=F萬,按照向心力遵守的牛頓第二定理公式:F=mg和萬有引力定理公式,可得:(當(dāng)R遠(yuǎn)小于h時(shí))
在前面的多項(xiàng)式中,M是月球質(zhì)量,m是物體的質(zhì)量,R是月球直徑自由落體加速度,h是物體距離地面的高度,g是物體圍繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)形成的向心加速度,也即物體在此處的重力加速度,G是引力常量。
再來看一下地面上空的物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的情況,這些情況月球?qū)ξ矬w的萬有引力小于物體在該位置環(huán)繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所須要的向心力,因而物體將做自由落體運(yùn)動(dòng)。物體自由下落遭到的合外力一直為:F合=F
從里面推論下來的物體重力加速度的公式中可以看出,在地面上空同一高度的兩個(gè)物體,不管物體的質(zhì)量、大小、結(jié)構(gòu)、密度怎樣,它們獲得的重力加速度都是完全相同的。
四、物理自由落體運(yùn)動(dòng)特性
(1)物體開始下落時(shí)是靜止的即初速率V=0.假如物體的初速率不為0.即使是豎直下落,也不能算是自由落體。
(2)物體下落過程中,除受重力作用外,不再受其他任何外界的斥力(包括空氣阻力)或外力的合力為0.
(3)任何物體在相同高度做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),下落時(shí)間相同。