物理 来源：湖北高考网 发布时间:2021年02月23日 14:28:57
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湖北高考网（www.hbgkw.com）2月23日讯：
苹果为什么会下落？是因为受到了地球的引力，它是被地球“吸”向地心的。具体解析步骤如下：
第一，找到让苹果下落地力（地球和苹果之间的引力，用万有引力定律求解）；第二，找到合外力后，用牛顿第二定律F=ma，求苹果的加速度a；第三，利用加速度分析苹果下落的运动情况。
如何下落？
且看具体分析。从经典案例中，透析高中物理的核心及出题人的出题方向。
01计算合外力，即：引力
从万有引力定律的形式看，想知道苹果和地球之间的引力，就必须知道苹果的质量、地球的质量以及苹果与地球之间的距离r。
苹果的质量称一称就知道。这里不限定苹果的大小，因为后面会发现苹果的下落情况与其质量压根没有关系，这里暂时记作m。
地球的质量有具体的数值，记为大写的M。
苹果和地球之间的距离r怎么计算？假设一个苹果从3米高的树上掉落，那苹果和地球的距离是多少呢？3米，还是地球的半径加上3米？
如果两个物体都很小，相对它们的距离很小，可以当作质点，那它们的距离就是这两点连线的长度，半径忽略。
但如果物体很大，大到不能当作一个质点，比如：地球， 可以直接把苹果到地心的距离当作苹果和地球之间的距离r。地球的半径R大概是6371千米，苹果树高3米，这个树高在地球半径面前可以忽略。也就是苹果到地球的距离，实际上约等于地球的半径R。
这样，苹果的质量m，地球的质量M，苹果和地球之间的距离，即：地球的半径R都有了，代入公式就能算出苹果和地球之间的引力。
02计算加速度，即：重力加速度
算出了合外力F的大小，也就可以利用牛顿第二定律F=ma计算出苹果下落的加速度a。把质量m移到左边，直接让合外力F除以质量m就能得到苹果的加速度a。化简一下，会发现：苹果的质量m，刚好跟万有引力定律里苹果的质量m约去了。
于是，苹果下落的加速度a，最后就只跟地球的质量M，地球的半径R，以及万有引力常数G有关，反而跟苹果自己的质量m无关。
这是什么意思呢？就是说苹果下落时，不管苹果的质量是多少，它下落的加速度都一样，因为这个加速度只跟地球的质量和半径有关。最后计算的结果大致等于9.8m/s。
03分析运动规律
加速度一样，如果苹果的初始状态一样，那么在下落过程中每一分每一秒增加的速度都会一样，导致的结果就是两个苹果的运动状态完全一样。
这就是为什么两个不同质量的苹果会同时着地。这个规律不仅对苹果适用，对铁球、石头、羽毛……对地面附近任何只受到引力下落的物体都是适用的，因为这个9.8m/s只跟地球的半径和质量有关。
强调一点必须是地面附近的物体，因为只有在地面附近，才能忽略物体到地面的高度，认为物体到地心的距离等于地球半径。如果物体飞得太高，到地心的距离不能再用地球半径表示，还得加上物体距地面的高度，那加速度就自然不再是9.8m/s。
另外，因为地面有空气，任何物体下落时都会受到空气阻力的影响。如果物体的重力比空气阻力大很多，比如：铁球、苹果，那自然可以忽略空气阻力。但如果像羽毛这种非常轻的物体，重力很小，空气阻力无法忽略。
所以，放下羽毛时，就会觉得羽毛没有苹果落得快。如果在没有空气阻力的地方同时放下羽毛和苹果，会发现它们的下落速度完全一样。
这个9.8m/s是所有物体在地球表面，由于地球引力带来的加速度，我们称之为重力加速度，用专门的符号g来表示，以区别于一般的加速度a。
当然，地球并不是一个绝对球体，它本身也在缓慢自转。因此，地球表面不同地方，比如：赤道和南极的重力加速度也存在微小差异。一般情况下并不考虑这些细微差异，多时为了计算方便，一般取重力加速度g为10m/s。
知道了苹果的重力加速度，就知道了苹果下落的一切运动信息。比如，如果苹果从静止开始下落，1秒后它的速度是10m/s，下落高度是5米；2秒后速度是20m/s，下落高度为20米……
04总结：高中物理如何出题？
通过上述案例分析，得出结论：一个物体在某种力（重力或者其它力）的作用下开始改变运动状态，它就具有一定的加速度。而加速度a可以通过牛顿第二定律F=ma得到，然后通过加速度来分析物体的运动情况。
这就是高中物理要学的一切，是高中物理的主干，也是整个牛顿力学的主干。牛顿力学的核心框架就是通过分析物体的受力来分析物体的运动，把所有问题都切割成了两部分：受力部分和运动部分。
老师出题也就有了一个基本的思路：可以已知物体的受力情况，来求物体的运动过程；或反过来，已知物体的运动过程，来求物体的受力情况。
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