自由落体实验（自由落体有那些公式和实验）

本文目录

• 自由落体有那些公式和实验
• 自由落体的研究实验数据怎么处理
• 自由落体运动的实验步骤
• 自由落体实验是谁做的
• 自由落体实验的原理
• 自由落体运动试验
• 伽利略在比萨斜塔上做的自由落体实验，是什么，怎样做的
• 伽利略发现自由落体定律的故事
• 伽利略自由落体实验研究方法
• 伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法

自由落体有那些公式和实验

一直到16世纪末，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，从而对亚里士多德的理论提出质疑。他嘲讽那些信奉权威的人，他们认为“有些事情理所当然是对的，仅仅因为亚里士多德是这样说的”。 相传伽利略为了公开他的论断，批驳亚氏的落体理论，曾经在一个有“其他教授、哲学家和全体学生”参加的大型集会，登上高高的比萨斜塔，当场做了著名的斜塔落体实验，证实了自己的学说，顿时全场哗然，轰动一时。2) 自由落体 1.初速度V_o =0 2.末速度V_t = g t 3.下落高度h=gt2 / 2（从V_o 位置向下计算） 4.推论V t2 = 2gh 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速度直线运动规律。 (2)a=g=9.8≈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。

自由落体的研究实验数据怎么处理

在自由落体实验中，数据处理通常包括以下步骤：1. 测量实验数据：首先，需要测量物体下落的总距离和总时间。可以使用计时器或秒表来测量物体下落的时间，也可以使用尺子或激光测距仪等工具来测量物体下落的距离。2. 记录实验数据：将测量得到的数据记录在实验数据记录表中，包括物体下落的总距离、总时间、每个时间间隔的距离等数据。3. 计算加速度：根据实验数据，可以使用公式 a = (S2 - S1) / (2T^2) 计算物体的加速度。其中，S2 和 S1 分别表示第二个时间间隔和第一个时间间隔内物体下落的距离，T是每个时间间隔的时间。4. 分析图像：将实验数据绘制成 s-t^2 图像，可以更直观地分析物体的运动性质。如果图像是一条直线，则说明物体在做匀加速直线运动，直线的斜率即为物体的加速度。如果图像不是直线，则说明物体在做非匀加速直线运动。5. 验证理论：通过实验数据和图像，可以验证自由落体运动的有关理论，例如物体下落的速度与时间成正比，物体下落的距离与时间的平方成正比等。6. 总结结论：根据实验数据和图像，可以得出物体在重力作用下的运动规律，例如物体的加速度约为9.8米每秒平方，物体下落的速度随时间均匀增加等等。在处理自由落体实验数据时，需要注意的是，由于空气阻力的存在，物体实际下落的加速度可能会小于9.8米每秒平方。因此，在实验过程中需要尽量减小空气阻力的影响。此外，为了减少测量误差和读数误差的影响，可以使用多次测量求平均值的方法来提高实验数据的精度。

自由落体运动的实验步骤

数据收集工具和实验步骤如下：

1. 准备实验器材：一个小球、一个测量器（可以使用钟摆或者单摆等）和 一些绳子。

2. 将小球系在测量器上，并拉直绳子。

3. 松开小球，观察其自由落体的运动轨迹。需要注意的是，月球上没有空 气阻力，因此小球将做自由落体运动。

4. 记录小球落地所需的时间。为了获得更准确的结果，可以重复实验多次， 取平均值。

5. 使用测量器上的数据，计算出月球上的重力加速度。根据自由落体运动 的公式，可以计算出月球上的重力加速度大小。

6. 对比地球上的重力加速度，可以得出月球上的重力加速度是地球上的约 1.67 倍。

需要注意的是，月球上没有空气阻力，因此小球将做自由落体运动。同时，由于月球的重力加速度比地球小，因此小球在月球上的下落速度比在地球上慢得多。

自由落体法测重力加速度如下：

自由落体的重力加速度由重力产生，称为重力加速度g ，根本原因由万有引力产生，它与质量成正比，与距离的平方成反比。它是一个重要的地球物理常数．地球上各点的加速度数值，随该地的纬度、海拔高度及该地区地质。

构造的不同而不同．因而测量重力加速度对于地质勘探等具有很重要的意义。

g 值偏大的地方则可能埋藏着重矿物，反之g 值偏小的地方则可能埋藏着盐类和石油。

自由落体仪主要由立柱、吸球器和光电门组成．如图1-1所示．立柱固定在三脚底座上，上端有一个吸球器，立柱上有米尺．两个光电门可以沿立柱上下移动．当用手挤压吸球器内的空气后，其内部压强将小于外部空气的一大气压强，因而大气把钢球托在吸球器口上。

又由于钢球与吸球器边缘有缝隙，空气可进入吸球器，慢慢使其内部也等于一个大气压强时，钢球将自动脱落，作自由落体运动．立柱上的光电门与计时仪联接．光电门由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射。

光敏门与计时仪是按以下方式联接的．即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止．计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔。

自由落体实验是谁做的

是伽利略做的。

16世纪末，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，从而对亚里士多德的理论提出质疑。他嘲讽那些信奉权威的人，他们认为“有些事情理所当然是对的，仅仅因为亚里士多德是这样说的”。 相传伽利略为了公开他的论断，批驳亚氏的落体理论，曾经在一个有“其他教授、哲学家和全体学生”参加的大型集会，登上高高的比萨斜塔，当场做了著名的斜塔落体实验，证实了自己的学说，顿时全场哗然，轰动一时。 这个传奇性的故事由伽利略的学生维维安尼流传下来。维维安尼在写《伽利略》时，提到他曾经听说伽利略当年在有其他教授、哲学家和全体学生在场的情况下，从比萨斜塔的最高层重复做过多次试验，证明轻重物体同时落地。关于伽利略的比萨斜塔实验，众说纷纭。有人说他用大小相同而重量不等的两球（可能是铁球与木球）得到同时落地的结果；有人说他是用炮弹和枪弹做的实验。有人则过分宣扬这个实验的意义，说他第一个做自由落体实验一举推翻了亚里士多德的错误。

事实上，自由落体实验在伽利略以前就有人做过，并留下了史学记载。1576年，意大利有一位数学家在他的著作中提到自己做过自由落体实验。他是将重20磅与重1磅的铅球从同一高度释放，结果在同一时刻落地，他还表示他没法拯救亚里士多德的教义。荷兰的斯悌文在他1586年的著作中更明确地记载有自由落体实验：“反对亚里士多德的实验是这样的，让我们拿两只铅球，其中一只比另一只重10倍，把它们从30英尺的高度同时丢下去，落在一块木板或有什么可以发出清晰响声的东西上面，那么，我们就会看出轻球并不需要用重铅球10倍的时间，而是同时落到地板上，因此它们发出的声音听上去就像是一个声音一样。”斯悌文是荷兰物理学家，对静力学作过深入研究，非常重视实验和实际应用。不过，斯悌文并没有根据落体实验作进一步的理论探讨。 其实，伽利略自己在1591年写的小册子《论运动》中，曾多次提到物体从塔上落下的实验，并对同时落地做出了自己的解释。但他并没有指明这座塔是否就是比萨斜塔，也并没有肯定这个实验是他自己做的。光靠这样一个事实也不足彻底否定亚里士多德的错误诊断。伽利略的高明之处就在于凭借数学的推理，将落体实验转化成斜面实验，从而有可能精确地测量路程和时间的关系，作出判决性的实验结论。 该实验被评为“最美物理实验”之一。

自由落体实验的原理

自由落体实验的原理是当物体在没有任何外力作用下从一定高度上自由下落时，其运动过程符合重力的作用规律。

1.重力的作用

重力是地球或其他天体对物体的吸引力，它是质量引起的。根据牛顿第二定律，物体所受的合力等于物体的质量乘以加速度，因此在自由落体实验中，物体所受的合力就是重力。

2.无空气阻力

在自由落体实验中，为了确保物体受到的只是重力的作用，必须排除空气阻力的影响。因此，实验通常在真空环境中进行，或者使用较大质量和较小体积的物体，使得空气阻力可以忽略不计。

3.牛顿第二定律

牛顿第二定律描述了物体运动的规律，它指出物体的加速度与所受的合力成正比，与物体的质量成反比。在自由落体实验中，物体受到的合力就是重力，因此根据牛顿第二定律，可以得出物体的加速度。

4.自由落体加速度

根据牛顿第二定律，物体所受的合力等于物体的质量乘以加速度，即F=m*a。在自由落体实验中，合力就是重力，所以可以将该公式改写为重力的计算公式：mg=m*a。两边的质量m可以约去，得到重力加速度的表达式：g=a。

5.实验数据与结果分析

通过自由落体实验，可以测量物体下落所用的时间t和下落的距离h。根据运动学公式，可以得到物体的加速度a=2h/t^2。进一步代入重力加速度的表达式g=a，可以求解出重力加速度g的数值。

6.实验误差与改进

在自由落体实验中，存在一些误差来源，如人为实验误差、仪器误差、空气阻力等等。为了减小误差，可以采取一些改进措施，如多次重复实验取平均值、使用更精确的测量仪器、进行真空实验等方式来提高实验的准确性和精确度。

自由落体运动试验

做自由落体试验一般是验证机械能守恒定律，在这里简单介绍一下：1、实验目的：验证机械能守恒定律。2、实验原理：通过实验，求出做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量，若二者相等，说明机械能守恒，从而验证机械能守恒定律。3、实验器材：打点计时器、电源、纸带、复写纸片、重物、刻度尺、带有铁夹台、导线两根4、实验步骤：①如图所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器；②用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。③从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm且点迹清楚的低带进行测量，测出一系列各计数点到第一个点的距离d1、d2，据公式 ，计算物体在打下点1、2……时的即时速度v1、v2……，计算相应的动能的增加值。④用刻度尺测量纸带从点O到点1、2……之间的距离h1、h3……，计算出相应减少的重力势能。⑤实验的注意事项：5、实验的注意事项：①打点计时器安装时，必须使纸带两限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力。②实验时，需保持提纸带的手不动，待接通电源，让打点计时器工作正常后才松开纸带让重锤下落，以保证第一个点是一个清晰的点。③选用纸带时应尽量挑选第一、二点间接近2mm的纸带。④测量下落高度时，者必须从起始点算起，不能搞错，为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起台点远一些，纸带也不易过长，有效长度可在60cm-800cm之内。⑤因不需要知道动能和势能的具体数值，所以不需要测量重物的质量。

伽利略在比萨斜塔上做的自由落体实验，是什么，怎样做的

（伽利略）科学家在比萨斜塔做过自由落体试验1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”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比例”的学说，纠正了这个持续了1900多年之久的错误结论。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。

伽利略发现自由落体定律的故事

伽利略，是意大利著名的天文学家、物理学家和数学家，他在16世纪和17世纪期间做出了许多重要的科学发现。其中，他最为著名的发现之一就是自由落体定律。有一天，伽利略站在比萨斜塔的顶端，看着地面上的石块和物品不断掉落，他突然想到了一个问题：为什么不同重量的物品掉落速度却相同呢？为了解决这个问题，伽利略设计了一项实验。他将两个不同重量的铅球从比萨斜塔上同时掉落，然后他用心理计时的方法记录下了它们掉落的时间。这个实验的结果让伽利略惊讶不已：两个铅球掉落的时间是相同的！为什么会这样呢？伽利略经过反复实验和分析，最终得出了结论：重量不同的物体在同样的空气阻力下，落地的时间是相同的。这就是著名的“自由落体定律”。伽利略的发现不仅解决了当时的一个科学难题，而且也为后来的物理学发展做出了巨大的贡献。他的实验和研究为人们提供了一种新的思考方式，即通过实验和观察来证明和解释自然现象。伽利略的发现，不仅是物理学史上的一座里程碑，更是人类智慧的结晶。他的思想和方法影响了后来许多著名科学家的研究，为人类探索自然界提供了新的思路和方法。

伽利略自由落体实验研究方法

伽利略自由落体实验研究方法是设定实验目标、进行实验观测、多次重复实验、数据分析和结果呈现。

伽利略自由落体实验的研究方法简单而精确。通过设定实验目标、准备实验装置、进行实验观测、多次重复实验以及数据分析和结果呈现这几个步骤，可实现对自由落体运动规律的研究和验证。实验目标是指实验者希望通过实验观测和数据分析得到的结论或证明的理论。在伽利略自由落体实验中，实验者的目标是研究自由落体运动的性质。

进一步探究物体在同样条件下的下落规律。通过实验观测和数据分析得到的结论，可以反映出物体在自由下落过程中受到的重力的作用。为了进行实验，需要准备实验装置。伽利略自由落体实验的装置通常由一个斜面和一个垂直测量的装置组成。斜面用来使物体产生自由落体运动，垂直测量装置用来测量物体的下落时间。

通过测量下落时间，可以间接地了解物体的下落距离。为了提高实验结果的准确性，需要进行多次重复实验。在每次实验中，需要保持实验条件的一致性，比如保持斜面的倾角和待测物体的质量相同。通过多次实验的数据分析，可以得出更可靠的结论。这一实验的方法不仅确立了自由落体运动规律，也为后世的物理学研究和发展提供了重要的启示。

伽利略自由落体实验的意义

伽利略自由落体实验揭示了自由落体运动的本质规律。通过对自由落体运动的实验观测和数据分析，伽利略发现物体在同样条件下独立于质量的下落时间是相等的。这一实验结果与当时普遍被接受的亚里士多德关于速度与质量之间的关系的观点相悖。

彻底颠覆了传统的物理学思维方式，奠定了自由落体运动规律的基础。伽利略自由落体实验的成果为后世的物理学研究和发展提供了重要的启示。伽利略的实验结果揭示了物体在自由下落过程中受到的重力的作用，并确认了物体在自由下落时与所受重力无关的特性。

伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法

伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法如下：

一、研究目标

伽利略的研究目标是探索自由落体运动的规律和特性，以及验证他的假设：不考虑空气阻力的情况下，所有物体在同等条件下均以相同的加速度自由下落。

二、研究方法

加利略采用了以下几种方法来研究自由落体运动：

1、倾斜面实验

伽利略设计了一种实验，利用倾斜面来减缓物体的下落速度，以便更好地观察和测量。他通过观察滚动下落的小球在不同斜度的倾斜面上的运动情况，研究了物体在斜面上的加速度和速度变化规律。

2、滴落实验

伽利略进行了滴落实验，通过观察自由落体物体在垂直方向上的运动情况，研究了物体下落的加速度和速度变化规律。他使用了水钟，即一个带有小孔的容器，通过测量水滴从小孔中滴落的时间间隔和下落的距离，来计算自由落体物体在不同时间内的速度和加速度。

3、研究数据分析

伽利略通过观察和测量实验数据，分析了自由落体的运动规律。他发现，自由落体物体在相等时间内下落的距离是递增的，而且下落的距离与下落的时间的平方成正比。这一发现推翻了亚里士多德的观点，即物体的下落速度与质量成正比。

基于他的研究发现，伽利略得出了以下结论:

1、自由落体物体在不考虑空气阻力的情况下以相同的加速度自由下落，加速度约等于9.8米。

2、自由落体物体在相等时间内下落的距离与下落时间的平方成正比。

3、空气阻力对自由落体物体的运动影响较小，可以忽略不计。