高中物理·自由落体运动:换了个更重的石块,为什么速度还是10m/s?

情境：质量为  的石块  从足够高处自由下落，第  末速度大小为 ；将  与质量为  的石块绑为整体 ，从原高度自由下落，第  末速度大小为 （ 取 ）。

问题：下列关系正确的是（      ）

选项：A. B. C. D. 

这道题的坑：很多同学一看“”变成了“”，第一反应是“变重了，下落肯定更快”。但自由落体运动的核心特征是——与质量无关。这道题就是用质量变化来迷惑你的。

第一步：抓住“自由落体”的定义

自由落体运动，是物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。它的加速度  就是重力加速度 ，大约为 。

第二步：套用速度公式 

对于 （）：从静止开始下落，经过 ：

对于 （）：

注意：两个石块“绑为一个整体”后，质量变大了，但自由落体运动依然与质量无关。哪怕把它揉成一个球，或者再加两个石头，只要没有空气阻力，加速度依然是 。

下落  后，速度为：

第三步：比对选项

• • ，所以 A错，B对。
• • ，所以 C（15）、D（30）均错误。

这道题的“变式坑”：很多同学会问：“那绑在一起，重力大了，不是应该掉得更快吗？”

确实如此，重力确实变大了，但物体的质量也变大了。重力增大的倍数和质量增大的倍数是完全一样的，所以加速度  保持恒定，速度也保持一致。

B

自由落体运动，只看“重力加速度 ”，不看“质量 ”。

不管是一个  的石头，还是绑在一起  的石头，只要是从静止下落且忽略空气阻力，它们的运动状态完全相同。

下次看到“自由落体”的题，先在心里默念一句：加速度就是 ，和质量没有关系。这能帮你避开一半的坑。

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