我们都知道在学习匀变速直线运动之后,就要学习到自由落体运动,而自由落体运动公式就是匀变速直线运动变形而来的,但是自由落体是否是匀变速直线运动都是问题,我们如何直接就能用公式来求解呢?所以证明自由落体是匀变速直线运动尤为重要,下面我们来看其中一种很直观的证明和求解方法。
先复习匀变速直线运动部分公式,在匀变速直线运动公式中,有一个判别公式:
,即在直线运动中若相邻相等时间内,位移差等于定值,则此运动为匀变速直线运动,我们针对此公式来设计一个实验,将重物连接上纸带,把纸带穿过打点计时器限位孔,打开电源,让重物自由下落,便可以得到纸带,以三个原始段为一个计数段,即T=0.06s,在第一个计数段上标1,依此类推把5段纸带都标注好,用剪刀将纸带依次剪下,把纸带蘸些自来水,把纸带依次贴在一条直线上方,下方对齐直线,如图示:
从图中看出:1.相等时间,后面的纸带比前面的长,说明自由落体是加速运动。2.阴影部分目测相等,进一步用直尺量出阴影部分长度,如果每个阴影部分的长度在误差范围之内相等,那么说明自由落体是匀变速直线运动。用上面提到的公式进行计算,便可以得到自由落体加速度,本实验中阴影部分长度约3.50cm,g约为9.72m/s2,因有空气阻力和摩擦阻力,g值偏小些,得到此加速度,结合匀变速直线运动便可以轻松得到自由落体规律公式。