六岁小男孩跌出四楼窗口青工朱云华千钧一发及时接住

本报讯 日前，上钢五厂二炼钢分厂青工朱云华在千钧一发之际，勇救坠楼六龄童，被传为美谈。

3 月 19 日下午 1 点 30 分，小朱骑自行车途经桃园新村 15 号时，突闻四楼朝西窗口传出呼叫“爸爸”、“爸爸”，小朱抬头一看，大惊失色，只见一个小男孩从四楼的窗户口坠落到三楼的两根 220 伏电线上，小朱毫不犹豫地跳下自行车，冲上前用双手去接，瞬间，男孩在电线上弹了几下又一直朝楼底坠落，在小朱的双手碰触缓冲下落到地面。小男孩脸色苍白，双眼直翻已经没有了声息。

小朱抱起男孩拦车，直驶吴淞中心医院。经医生急救，男孩恢复了神智。小男孩双目失明的父亲在邻居搀扶下赶到了。他拉着小朱的手说：“谢谢你，如果孩子活不成，我们全家都无法活了。你救了我们全家。”

小朱淡淡地说：“没什么，应该的。”随即掏出 100 元钱：“这钱你先付医药费，我去上中班。”

练习十五

试分析图 3－39 所示的小球自由下落时的频闪照片，已知频闪周期为 0.04 秒，直尺上的刻度单位是厘米。

证明自由落体运动是匀变速运动；
求出重力加速度的平均值(提示：用匀变速直线运动规律△s=at2 进行计算)。

自由落体运动是初速度等于零、加速度为 g 的匀变速直线运动，试写出自由落体下落距离 h 和下落速度 vt 的计算公式。
上海东方明珠电视塔包括天线在内总高度为 468 米，如果有一物体从天线的最高处自由落下，求这个物体落到地面的时间。
有一重物从 16 层高的大楼顶端自由下落，经过最后 7 层的时间是
1. 秒，求大楼的高度。

阅读材料 伽利略对落体运动的思考与研究

伽利略(Galileo Galilei，1564—1642)是意大利物理学家、天文学家、数学家，近代实验科学的创始人(图 3－40)。他建立在科学的方法论基础之上的一系列科学活动，使他在物理学和天文学领域的许多方面有了一系列重大的发现、发明和创造。

1604 年，他在比萨大学任教时，从理论上论证了落体运动的规律。伽利略对亚里士多德(Aristotle 古希腊哲学家、学者，B.C.384—322)认为重物比轻物下落要快的传统说法提出了疑问，伽利略在 1638 年出版的《关于力学以及地上运动的两个新学科中的对话和数学证明》巨著中指出：

按照亚里士多德的观点，如果把两个自然速率不同的物体连在一起，那么落得快的物体被落得慢的物体拖着而减速，慢的物体会被快的物体拉着而加速。但是，如果这是对的，那么我们取一块大石头，假定它的下落速率为 8；再取一块小石头，下落速率为 4，将它们拴在一起，整个系统的下落速率应该小于 8；但是，两块石头拴在一起，下落速率应该比那块速率是 8 的石头还要大。这样，从重物比轻物下落得快的假设却推出了重物比轻物下落得更慢的自相矛盾的结论。

伽利略用简单明了的科学推理，巧妙地揭示了亚里士多德关于落体运动学说的矛盾，他还做了大量的实验研究落体运动的规律。伽利略认识到，在当时的技术条件下，不可能精确测定落体运动的加速度。他设法用小球在斜面上的运动来代替自由落体，将时间“放大”。他指出：如果自由落体的加速度是常量，那么一个小球在光滑的斜面上滚下，它的加速度虽然小一些，但也应该是常量。伽利略在《力学对话》中指出：

“用一块木料制成长约 12 库比特①，宽半库比特，厚三指的板条，在它的上面刻一条比一指略宽的槽，将这个槽做得很直，打磨得很光滑，在槽上裱一层羊皮纸(也要尽可能光滑)，取一个坚硬、光滑并且很圆的铜球，放在槽中滚动。将这个木槽的一端抬高 1～2 库比特，使槽倾斜。就像我要讲的那样把球放在槽顶让它沿着槽滚下，记录下降的时间。实验要重复几次，以便使测得的时间准确到两次测定的结果相差不超过一次脉搏的十分之一。进行这样的操作，肯定了我们的观察是可靠的以后，将球滚下的距离改为槽长的四分之一，测定滚下的时间，我们发现它准确地等于前者的一半。下一步，我们用另一些距离进行试验，把全长所用的时间与全长的二分之一、三分之二、四分之三，或者其他任何分数所用的时间相比较。像这样的实验，我们重复了整整 100 次，结果总是经过的距离与时间的平方成比例，并且在各种不同坡度下进行实验，结果也都如此⋯⋯。”

在这样的实验基础上，伽利略得出推论，当斜面倾角增大到 90°，小球做自由落体运动时，仍然是做匀加速运动。这一推论后来得到了实验证实。

① 库比特是一种古代的长度单位，1 库比特等于 0.4572 米。

本章学习要求

知道时间和时刻的区别。
知道打点计时器的功用，会从打点计时器的纸带和频闪照片计算研究对象运动的时间。
知道质点。
理解位移和路程的区别。知道矢量和标量。
理解匀速直线运动。
理解速度的概念。知道速度和速率的区别。
理解平均速度的概念。
知道瞬时速度。
知道匀速直线运动的速度图象和位移图象。
理解匀变速直线运动。
理解匀变速直线运动的加速度的概念。
知道匀变速直线运动的速度图象。
掌握匀变速直线运动的规律。
学会用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
知道伽利略对落体运动的研究方法。
理解自由落体运动是初速度等于零的匀变速直线运动。
知道重力加速度及其方向。记住重力加速度的值。

复习题 1．列车从车站驶出做匀变速直线运动，在 10 秒内的位移为 15 米，求

列车在第 1 秒内和第 10 秒的位移大小。

一辆自行车以 5 米/秒的初速度，驶入一段下坡道，加速度是 0.4 米/秒 2，坡道长 30 米，试求自行车到达坡底时的速度和经过这段坡道所用的时间。
摩托艇通过拉索拉着滑水运动员在水上滑行(图 3－41)，摩托艇的速度为 12 米/秒。如果运动员突然松手放开拉索后还能向前运动 4.5 米，试求运动员在这一匀减速运动中的加速度以及运动的时间。
在图 3－42 中，哪一个速度图象最能描述上题中运动员的运动？
如图 3－43 所示，一辆实验小车由静止开始，从

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长度为 1.5 米的斜面顶端滑下，2 秒末到达斜面底端。接着以到达斜面底端时的速度为初速，在一个水平的粗糙桌面上运动 3 秒钟停下。如果把小车在斜面上和水平桌面上的运动都看成是匀变速直线运动，试求

(1)小车在斜面上和水平桌面上运动时的加速度； (2)小车在水平桌面上的运动距离。

进行测量工作的直升飞机，悬停在离地面 80 米的高处，放下一个

标记，这个标记的下落可看成是自由落体运动。这个标记在最后 1 秒钟里，

下降了多少高度？(本题计算中，g 取 10 米/秒 2)

宇航员在月球表面做落体实验，从离月球表面 1.5 米高处由静止释

放一小球，测得下落时间为 1.36 秒，试求月球表面的自由落体加速度。8．居住在高层住宅底楼的居民，看到窗外有一个衣架贴近窗框落下。

已知窗框的长为 1.8 米，估计衣架经过整个窗框的时间为 0.1 秒。若把衣架的下落看成是自由落体运动，那么这个衣架是从几楼掉下的？(设每层楼高 3 米，g 取 9.8 米/秒 2)

9．图 3－44 所示的是利用打点计时器记录的一个重锤自由下落时的一段纸带，已知纸带上左端的第一个点是开始运动的点，每两个点间的时间间隔 T=0.02 秒，试在纸带上选择并标出记数点，用毫米刻度尺量出有关数据，且填写在你自己设计的表格中，要求：

(1)判断重锤的下落运动是否是匀变速直线运动； (2)测出重锤下落运动中的加速度。

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