自由落體運(yùn)動(dòng)學(xué)是物理中的一個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，占有較重的比分，下面自由落體運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)是小編為大家?guī)淼模Ｍ麑?duì)大家有所幫助。
自由落體運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)點(diǎn)
掌握內(nèi)容：
第一要認(rèn)識(shí)什么是自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)都屬于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，因此，第二要掌握自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，并能把勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律遷移到解決自由落體運(yùn)動(dòng)和豎直上拋運(yùn)動(dòng)的問題中。
知識(shí)要點(diǎn)：
一、自由落體運(yùn)動(dòng)。
1、什么是自由落體運(yùn)動(dòng)。
任何一個(gè)物體在重力作用下下落時(shí)都會(huì)受到空氣阻力的作用，從而使運(yùn)動(dòng)情況變的復(fù)雜。若想辦法排除空氣阻力的影響(如：改變物體形狀和大小，也可以把下落的物體置于真空的環(huán)境之中)，讓物體下落時(shí)之受重力的作用，那么物體的下落運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)。
物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。
2、自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
從自由落體運(yùn)動(dòng)的定義出發(fā)，顯然自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的直線運(yùn)動(dòng);因?yàn)橄侣湮矬w只受重力的作用，而對(duì)于每一個(gè)物體它所受的重力在地面附近是恒定不變的，因此它在下落過程中的加速度也是保持恒定的。而且，對(duì)不同的物體在同一個(gè)地點(diǎn)下落時(shí)的加速度也是相同的。關(guān)于這一點(diǎn)各種實(shí)驗(yàn)都可以證明，如課本上介紹的“牛頓管實(shí)驗(yàn)”以及同學(xué)們會(huì)做的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)等。綜上所述，自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
二、自由落體加速度。
1、在同一地點(diǎn)，一切物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中加速度都相同。這個(gè)加速度叫自由落體加速度。因?yàn)檫@個(gè)加速度是在重力作用下產(chǎn)生的，所以自由落體加速度也叫做重力加速度。通常不用“a”表示，而用符號(hào)“g”來表示自由落體加速度。
2、重力加速度的大小和方向。
同學(xué)們可以參看課本或其他讀物就會(huì)發(fā)現(xiàn)在不同的地點(diǎn)自由落體加速度一般是不一樣的。如：廣州的自由落體加速度是9.788m/s2，杭州是9.793m/s2，上海是9.794m/s2，華盛頓是9.801m/s2，北京是9.80122m/s2，巴黎是9.809m/s2，莫斯科是9.816m/s2。即使在同一位置在不同的高度加速度的值也是不一樣的。如在北京海拔4km時(shí)自由落體加速度是9.789m/s2，海拔8km時(shí)是9.777m/s2，海拔12km時(shí)是9.765m/s2，海拔16km時(shí)是9.752m/s2，海拔20km時(shí)是9.740m/s2。
盡管在地球上不同的地點(diǎn)和不同的高度自由落體加速度的值一般都不相同，但從以上數(shù)據(jù)不難看出在精度要求不高的情況下可以近似地認(rèn)為在地面附近(不管什么地點(diǎn)和有限的高度內(nèi))的自由落體加速度的值為：g = 9.765m/s2。在粗略的計(jì)算中有時(shí)也可以認(rèn)為重力加速度g = 10m/s2。重力加速度的方向總是豎直向下的。
三、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
既然自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。那么，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律在自由落體運(yùn)動(dòng)中都是適用的。勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以用以下四個(gè)公式來概括：
四、豎直下拋運(yùn)動(dòng)。
1、物體只在重力作用下，初速度豎直向下的拋體運(yùn)動(dòng)叫豎直下拋運(yùn)動(dòng)。一切拋體運(yùn)動(dòng)并不是指拋的過程，而是指被拋的物體出手以后的運(yùn)動(dòng)。因此，一切拋體運(yùn)動(dòng)都是只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。不同的拋體運(yùn)動(dòng)(如：平拋運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)以及下面將要講到的豎直上拋運(yùn)動(dòng))的區(qū)別僅在于初速度的方向。初速度沿水平方向的是平拋運(yùn)動(dòng)，初速度向下的是豎直下拋運(yùn)動(dòng)……。
2、既然一切拋體運(yùn)動(dòng)都是在恒定重力作用下的運(yùn)動(dòng)，那么它也就具有恒定的加速度，屬于勻變速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橹亓Φ姆较蚴窍蛳碌模铀俣鹊姆较蛞彩窍蛳碌模瑢?duì)于豎直下拋運(yùn)動(dòng)加速度的方向與物體初速度的方向相同。所以，豎直下拋運(yùn)動(dòng)是沿豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。且加速度為g(= 9.8m/s2)。
3、豎直下拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：
將豎直下拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)相比，區(qū)別之處僅在于豎直下拋運(yùn)動(dòng)有初速度(v0)。既然自由落體運(yùn)動(dòng)滿足以下規(guī)律：
五、豎直上拋運(yùn)動(dòng)。
1、結(jié)合上面我們對(duì)豎直下拋運(yùn)動(dòng)的分析和研究，不難想象豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以表述為：物體只在重力作用下，初速度豎直向上的拋體運(yùn)動(dòng)叫豎直上拋運(yùn)動(dòng)。自然它也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。這里應(yīng)該提醒大家的是豎直上拋運(yùn)動(dòng)的加速度與豎直下拋運(yùn)動(dòng)的加速度(包括大小和方向)是一樣的，是同一個(gè)加速度。由于初速度的方向向上，因此人們常說豎直上拋運(yùn)動(dòng)的加速度與運(yùn)動(dòng)的初速度是相反的(不是因?yàn)榧铀俣确聪颍浅跛俣鹊姆较虬l(fā)生了改變而引起的)。那么，豎直上拋運(yùn)動(dòng)是沿豎直方向的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。它的加速度加速度為g(= 9.8m/s2)。
2、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
選定豎直向上的初速度方向?yàn)檎较颍敲矗铀俣萭的方向應(yīng)為負(fù)。考慮到重力加速度g是一個(gè)特定的加速度不宜將g寫做-9.8m/s2，應(yīng)在公式中符號(hào)“g”的前面加一個(gè)負(fù)號(hào)。規(guī)律如下：
這說明物體由拋出到返回拋出點(diǎn)所用的時(shí)間是上升段(或下降段)所用時(shí)間的二倍。也說明上升段與下降段所用的時(shí)間相等。返回拋出點(diǎn)時(shí)的速度與出速度大小相等方向相反。
(5)從前面兩個(gè)表對(duì)比可以看出豎直上拋的物體在通過同一位置時(shí)不管是上升還是下降物體的速率是相等的。
(6)豎直上拋運(yùn)動(dòng)由減速上升段和加速下降段組成，但由于豎直上拋運(yùn)動(dòng)的全過程中加速度的大小和方向均保持不變，所以豎直上拋運(yùn)動(dòng)的全過程可以看作是勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
自由落體運(yùn)動(dòng)公式
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計(jì)算) 4.推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，遵循勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小，方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點(diǎn)算起)
5.往返時(shí)間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時(shí)間)
注:
(1)全過程處理:是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，以向上為正方向，加速度取負(fù)值;
(2)分段處理：向上為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，向下為自由落體運(yùn)動(dòng)，具有對(duì)稱性;
(3)上升與下落過程具有對(duì)稱性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。