1、自由落体运动1.著名的比萨斜塔(如图所示)是意大利比萨城大教堂的独立式钟楼,立于意大利托斯卡纳省比萨城北面的奇迹广场上,传说出生在比萨城的意大利物理学家伽利略,曾在比萨斜塔上做过自由落体实验,关于物体的自由落体运动,下列说法正确的是()A.物体从静止开始下落的运动叫自由落体运动B.物体在只有重力作用下的运动叫作自由落体运动C.在有空气的空间里,如果空气阻力与重力相比忽略不计,物体从静止开始下落的运动可以看作自由落体运动D.在地球上不同的地方,自由落体加速度的大小是不同的,它们相差很大【解析】选C。自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始的运动。“只在重力的作用下”和“从静止开始”这两个条件
2、必须同时满足,A项缺少只受重力这个条件,故A错误;B项缺少从静止开始这个条件,故B错误;如果有空气阻力但与重力相比可以忽略不计时,可以认为物体只受重力作用,C正确;在地球上不同的地方,自由落体加速度的大小虽然不同,但它们相差不大,D错误。2.(多选)下列关于自由落体运动的说法,正确的是()A.在真空条件下,石头将比纸片先落地B.自由落体运动是初速度为0、加速度大小为g、方向竖直向下的匀加速直线运动C.离地20 m的高度,物体在赤道落下所用的时间比在北极落下所用的时间长D.随着高度的增加,重力加速度大小不变【解析】选B、C。在真空条件下,石头与纸片都做自由落体运动,它们下落的速度一样快,A错。由
3、自由落体运动的条件知,B对。由于赤道附近的重力加速度小于地球两极处的重力加速度,由h=gt2得下落同样的高度,在赤道附近用时较长,C对。随着高度的增加,重力加速度减小,D错。3.伽利略以前的学者认为,物体越重,下落越快。伽利略等一些物理学家否定了这种看法。在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛到达地面,这主要是因为()A.它们的质量不同B.它们的密度不同C.它们的材料不同D.它们所受的空气阻力的影响不同【解析】选D。羽毛下落时空气阻力不能忽略,玻璃球下落时空气阻力可以忽略。当物体初速度为零,只受重力或空气阻力相对重力可忽略不计时,其运动可视为自由落体运动。玻璃球先于羽毛到达地
4、面,这主要是因为羽毛受到的空气阻力不能忽略,则D正确,A、B、C错误。4.一个物体从20米高处开始做自由落体运动,已知g取10 m/s2,求:(1)物体的下落时间。(2)物体着地时的速度大小。(3)物体下落高度的一半时的速度大小。【解析】(1)由s=gt2得t= s=2 s。(2)v=gt=102 m/s=20 m/s。(3)v2=2g得v= m/s=10 m/s。答案:(1)2 s(2)20 m/s(3)10 m/s【加固训练】某校物理兴趣小组为了了解高空坠物的危害,将一只鸡蛋从高楼上静止释放,让其自由下落,经过4 s鸡蛋刚好着地。(忽略空气阻力的作用,g取10 m/s2)求:(1)开始下落第1 s末鸡蛋的速度大小。(2)鸡蛋释放时距离地面的高度。【解析】(1)由v=gt可得1 s末的速度为v=gt=101 m/s=10 m/s。(2)由s=gt2可得s=1016 m=80 m。答案:(1)10 m/s(2)80 m
