自由落体运动

　　自由落体运动是匀变速直线运动的一种特殊情况。本文对自由落体运动进行了详细解析，包括自由落体运动定义、自由落体运动公式、自由落体运动规律、竖直上抛运动、亚里士多德与伽利略对自由落体运动的研究等内容。

　　自由落体运动的定义

　　从静止出发，只在重力作用下而降落的运动模式，叫自由落体运动。

　　自由落体运动是最典型的匀变速直线运动;是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。

　　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的方向是竖直向下的(并非指向地心)，加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。

　　上图中的跳伞运动，由于有空气阻力，是不能考虑为自由落体运动的。

　　只有在赤道上或者两极上，自由落体运动的方向(也就是重力的方向)才是指向地球中心的。

　　g≈9.8m/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)。

　　自由落体运动公式

　　(1)速度表达式：Vt=gt

　　(2)位移表达式：h=1/2gt²

　　(3)速度与位移关系式：Vt²=2gh

　　这里的h与x同样都是指位移，一般在自由落体中用h表示数值方向的位移量。

　　同学们可以结合匀变速直线运动三大公式来对比理解上述自由落体运动公式。

　　推荐：匀变速直线运动三大运动公式

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　　自由落体运动规律

　　自由落体运动规律汇总如下：

　　(1)自由落体运动的速度随着时间增加而增加，速度与时间成正比例关系，比例系数为g;

　　(2)自由落体运动的位移随着时间增加而增加，与时间的平方成正比，比例系数为1/2g;

　　(3)自由落体运动的速度平方，与位移成正比例，比例系数为2g;

　　(4)自由落体运动是初速度为零，以g为加速度的匀加速直线运动;

　　(5)自由落体运动v-t图像中，初速度为零，斜率大小为g。

　　自由落体运动公式的使用技巧

　　当题意条件中已知时间，或者求解时间，优先考虑使用前两个公式。

　　如果题中条件并没有告知时间，也没有让我们求解时间t，优先考虑使用第三个公式。

　　涉及到多个物体运动，其中有某个物体运动为自由落体运动的，一定要画出特殊时刻位置关系图，再来使用自由落体运动公式联立方程求解。

　　竖直上抛运动与自由落体运动

　　与自由落体运动相对应的是竖直上抛运动。竖直上抛运动指的是，物体以某一数值向上的速度竖直向上抛起，做初速度为v0，加速度为-g的匀减速直线运动。(注：不考虑空气摩擦)

　　从对称性来讲，竖直上抛运动从开始运动到达到最高点，与自由落体运动是类似对称的，只不过速度方向相反(速度的大小是相同的。)

　　我们在解决竖直上抛运动时，大部分情况下是利用对称性来借助自由落体运动求解。

　　这是解题经验，对分析这类问题是非常便捷的。王尚老师辅导书物理自诊断每道题都有视频讲解，哪道题不会扫题旁二维码即可看视频，学习更高效，考试分数更高。