自由落体定律是错的吗为什么

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，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。

所以严格来说，自由落体定律有其局限性

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,两个物体之间的万有引力作用只决定于物体场的结构形态和大小。

基本介绍 中文名 ：自由落体定律 外文名 ：free fall law  提出者 ：伽利略 提出时间 ：1590年 套用学科 ：物理  摩擦学 发现与产生,公式推导,创立,推导动能公式, 发现与产生 传闻1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时着地”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正比例”的学说，纠正了这个持续了1900多年之久的错误结论。但这是不太可能存在的，不同重量的物体只有在真空条件下才可能同时落地，当美国太空人大卫·斯科特登月后曾尝试于同一高度同时扔下一根羽毛和一把铁榔头，并发现它们同时落地，这才证明了自由落体定律的正确性。即使伽利略真的做过这个实验，那也是局限于当时的科技程度这才‘’看上去‘’同时落地的。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。 公式推导 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远大于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。物体自由下落受到的合外力仍然为：F 合 = F 从上面推导出来的物体重力加速度的公式中可以看出，在地面上空同一高度的两个物体，不管物体的质量、大小、结构、密度如何，它们获得的重力加速度都是完全相同的。 创立 24岁的伽利略是义大利比萨大学的数学教授。遇到难题时，他就经常坐在当地的教堂里。教堂里的照明灯在长链子上轻轻地摆动着。1598年夏天，他发现这些灯总是以相同的速度摆动。 伽利略决定测量照明灯摆动的时间，于是，他按住脖子上的脉搏开始测量其中的一盏灯的摆速，接着他又测量了另一盏稍大的照明灯的摆速，结果发现两盏灯的摆动速度相同。他借来了祭台助手点灯的长灯芯，用力摆动大小不同的两盏灯。经过多日的计时测量，他发现不论灯质量大小，弧线长短（松手点与最低点的高度差始终相等），这些灯沿着弧线摆动速度完全相同。 质量大的灯和质量小的灯以相同速度沿着弧线下落，这一发现与持续2000年的理论基础截然不同。伽利略深为这一发现所吸引。 站在比萨大学的课堂上，伽利略一只手拿着一块砖，另一只手拿着用水泥砌在一起的两块砖，好像在掂量它们的分量，比较它们的质量。他对学生说：“各位同学，经过观察来回摆动的钟摆，我得出一个结论，亚里士多德的观点是错的。” 全班学生都大吃一惊：“亚里士多德的观点有误？！”每个人在学校里的第一堂自然科学课上，首先学习到的就是：古希腊哲学家亚里士多德的著作是科学的基础。亚里士多德的一条定理就是：重的物体因其质量大的下落速度快。 伽利略爬上桌子，把砖头举到齐眉的高度，松开了手。“砰”的一声，两块砖落在地板上。他问道：“质量大的下落得快吗？” 学生们摇了摇头，两块砖是同时落地的。 伽利略喊道：“再来一次！”他再次抛下砖头，学生们仍呆呆地站在哪里。“砰”的一声，他又问道：“质量大的下落的快吗？”不是的，两块砖头还是同时落地。学生们目瞪口呆，伽利略当场宣布亚里士多德的结论是错误的。 但是，世人不愿接受伽利略的科学发现。他的朋友里奇，一名数学家，看到伽利略的砖块落地演示后，说道：“我只承认两块砖块与一块砖块是以相同速度落地的，但是我仍不能轻易相信亚里士多德的理论是错误的，还是在找另外的实例来证明吧！” 伽利略认为自己需要公开进行一次更有说服力的实证演示，让众人接受他的发现。据说，为了演示新发现，他站在著名的比萨斜塔顶上，从191英尺的高度同时扔下一个10磅的铅球和一个1磅的铅球。虽然无法确定他究竟是否在高塔上扔过铅球，但自由落体定律终成事实。 推导动能公式 这是因为,物体在1S中下落的距离为：1S内加速度的05倍(这段距离的平均速度)乘以时间,而物体的动能就=物体的重力下落所做的功=mg05vt 然后对上面的公式变形： E 动能 =05mgvt=05mavt(注明g=a,a为物体的加速度)=05mvv(自由落体中物体的速度就是时间加速度)=05mv^2

一、物理自由落体运动公式：

①初速度Vo=0；②末速度Vt=gt；③下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)；④推论Vt2=2gh

⑤位移s=Vot-gt2/22末速度Vt=Vo-gt(g=98m/s2≈10m/s2)

⑥有用推论Vt2-Vo2=-2gs；⑦上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)

⑧往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)

⑨自由落体时间公式：s=1/2gt²，t=(2s/g)²1/2

二、自由落体运动公式使用的注意事项：

(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律;

(2)a=g=98m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下)。

(3)竖直上抛运动（与自由落体运动相关）

(4)全过程处理:是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值;

(5)分段处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性;

扩展资料：

只有结合物体自由落体运动特点，才能更好的运用公式。自由落体运动特点如下：

(1)物体开始下落时是静止的即初速度V=0。如果物体的初速度不为0，就算是竖直下落，也不能算是自由落体。

(2)物体下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何外界的作用力(包括空气阻力)或外力的合力为0。

(3)任何物体在相同高度做自由落体运动时，下落时间相同。

参考资料：

自由落体定律-百度百科

不受任何阻力，只在重力作用下而降落的物体，叫“自由落体”。如在地球引力作用下由静止状态开始下落的物体。地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场。如不考虑大气阻力，在该区域内的自由落体运动是匀加速直线运动。其加速度恒等于重力加速度g。虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平方成反比，但地球的半径远大于自由落体所经过的路程，所以引力在地面附近可看作是不变的，自由落体的加速度即是一个不变的常量。它是初速为零的匀加速直线运动。

自由落体运动的特点，体现在“自由”二字上，其含意为：物体开始下落时是静止的即v0＝0。如果给物体一个初速度竖直下落，不能算自由落体。物体在下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何作用力（包括空气阻力）。

自由落体的瞬时速度的计算公式为v=gt；位移的计算公式为h=1/2gt^2。

自由落体定律：物体下落的速度与时间成正比，它下落的距离与时间的平方成正比，物体下落的加速度与物体的重量无关，也与物体的质量无关。 自由落体的瞬时速度的计算公式为v=gt；位移的计算公式为h=1/2·g·t^2。g是重力加速度，g=98m/s^2；t为时间。

两个铁球同时落地原理是自由落体定律。

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。

自由落体运动的特点体现在“自由”二字上，其含意为：

1、物体开始下落时是静止的即初速度V=0。如果物体的初速度不为0，就算是竖直下落，也不能算是自由落体。

2、物体下落过程中，除受重力作用外，不再受其他任何外界的作用力（包括空气阻力）或外力的合力为0。

3、任何物体在相同高度做自由落体运动时，下落时间相同。

扩展资料

1、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。

2、由于自由落体运动是初速度为零，加速度等于动力加速度的匀加速直线运动的特例，故初速度为零的匀加速直线运动的公式及匀变速运动的推论对自由落体运动都适用。

3、自由落体运动是一种只受重力的运动。若物体在下落过程中所受空气阻力远远小于重力（可以忽略不计），则物体的下落运动也可以看作自由落体运动。

伽利略对自由落体运动的研究：

1、运用“归谬法”否定了亚里士多德关于重物体下落快，轻物体下落慢的论断。

2、提出“自由落体运动是一种最简单的变速运动----匀变速运动”的假说。

3、由于当时实验条件下测量短时间有困难，不能用实验直接验证自由落体运动是匀变速运动，伽利略采用了间接验证的方法。

参考资料百度百科-自由落体定律

伽利略仔细观察小球在斜面上的运动，发现斜面越陡，小球运动得越快。于是伽利略把小球的下落运动看成是小球斜面运动的一种特殊情况。因此伽利略就开始用斜面做实验来研究物体下落的规律。

当斜面的倾斜度很小时，他就能比较准确地计算时间了。伽利略反复进行斜面实验，测量出小球在斜面上运动的距离和所用时间，通过推导距离、时间、速率和加速度之间的关系，得出了小球沿斜面滚下或自由下落的运动都是匀加速运动的结论，又进一步发现了物体下落运动的规律——自由落体定律，即物体从静止状态开始下落，物体运动的距离同下落时间的平方成正比。

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