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重力加速度详解:定义、大小、方向及典型例题

  重力加速度核心知识点全解:定义、大小、方向及典型例题

  一、重力加速度的定义和大小

  1、定义:在同一地点,一切物体在忽略空气阻力的自由下落过程中,加速度均保持相同,这个加速度叫作自由落体加速度,也叫作重力加速度,通常用 g 表示。重力加速度的本质是地球引力对物体产生的加速度,其大小与地球质量、物体到地心的距离直接相关,是物理学力学板块的基础物理量。

  2、方向:竖直向下,特指指向地球球心的方向,并非单纯的 “向下”,需结合地球引力的作用指向精准理解。

  3、大小:

  在地球表面,g 值随纬度的增大而逐渐增大。赤道地区 g 值约为 9.78 m/s²,两极地区约为 9.83 m/s²,纬度越高,地球自转产生的离心效应越弱,g 值越接近两极水平。

  一般取值:物理问题中,未明确说明时优先采用 g=9.8 m/s² 进行精确计算,简化场景(如初中物理填空题、选择题)可选用 g=10 m/s² 近似处理。

  4、单位:在国际单位制中是米 / 秒 ²,读作 “米每两次方秒”,符号是 m/s²(或 m・s⁻²),常用单位还有厘米 / 秒 ²(cm/s²)。其中 1 m/s²=100 cm/s²,单位换算时需注意量级统一,避免计算误差。

  5、加速度的性质:在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做匀加速直线运动;若加速度的方向与速度方向相反,则质点做匀减速直线运动。这一规律在重力加速度相关问题中同样适用,比如自由落体运动中,速度方向与 g 方向一致,物体做匀加速直线运动。

  6、加速度和速度的区别:

  加速度描述的是速度改变的快慢(即速度对时间的变化率),速度描述的是位移改变的快慢(即位移对时间的变化率),二者物理意义完全不同。

  速度大,加速度不一定大(如高速匀速飞行的飞机);加速度大,速度不一定大(如刚启动的火箭);速度变化量大,加速度不一定大(还与变化时间相关);加速度为零,速度可以不为零(匀速运动);速度为零,加速度可以不为零(物体刚要下落的瞬间)。

  二、重力加速度的相关例题

  (多选)关于重力加速度,下列说法正确的是____A.物体的质量越大,下落时加速度就越大B.在同一高度同时由静止释放一大一小两个金属球,二者同时着地,说明二者运动的加速度相同,这个加速度就是当地的自由落体加速度C.北京的自由落体加速度为 9.8 m/s²,说明在北京做自由落体运动的物体每经过 1 s 则速度增加 9.8 m/s,方向与重力加速度方向一致(竖直向下)D.北京和深圳的自由落体加速度方向都竖直向下

  答案:BCD

  解析:自由落体运动是忽略空气阻力的运动,其加速度 g 与物体质量无关,无论质量大小,下落时加速度均为当地重力加速度,选项 A 错误;在同一高度释放的金属球,受到的空气阻力远小于自身重力,可近似视为自由落体运动,二者同时着地说明运动加速度相同,该加速度即为当地的自由落体加速度,选项 B 正确;加速度的物理意义是单位时间内速度的变化量,北京地区 g=9.8 m/s²,意味着物体自由下落时每秒速度增加 9.8 m/s,方向竖直向下,选项 C 正确;地球表面各处的自由落体加速度大小虽因纬度、海拔略有差别,但方向均竖直向下(指向地心),选项 D 正确。


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