2019學(xué)年高一物理同步精品課堂(基礎(chǔ)版)：(預(yù))專題2.6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究(解析版)

1、2019學(xué)年新物理人教版必修1同步精品課堂第二章 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究2.6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解伽利略研究落體運(yùn)動(dòng)的思路和方法 .2.知道伽利略在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的主要貢獻(xiàn) .3.認(rèn)識(shí)伽利略利用斜面研究自由落體運(yùn)動(dòng)所蘊(yùn)含的思想方法.4.初步領(lǐng)會(huì)“提出假設(shè)、數(shù)學(xué)推理、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和合理外推”的科學(xué)研究方法.【自主學(xué)習(xí)】1綿延兩千年的錯(cuò)誤 亞里士多德根據(jù)平常觀察到的落體現(xiàn)象得出了結(jié)論： _ 的物體比的物體下落得快，這一結(jié)論在其后兩千年的時(shí)間里，被人們奉為經(jīng)典。2邏輯的力量（ 1）伽利略利用邏輯推理的方法對(duì)亞里士多德的論斷進(jìn)行了推斷，得出了 _ 的結(jié)論，使亞里士多德的理論陷入了困境。（

2、 2）伽利略對(duì)落體現(xiàn)象提出了一種新的觀點(diǎn)：重物與輕物下落得 _。3伽利略的假說(shuō)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（ 1）伽利略猜想落體運(yùn)動(dòng)是一種 _運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)該是 _ 變化的。（ 2）伽利略讓小球從斜面的不同位置由靜止?jié)L下，得出小球滾下的 _與_成正比，即速度均勻變化 .當(dāng)傾角等于 90，即物體豎直下落時(shí)， _ 與_ 仍成正比，即速度是均勻變化的，得到了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。4伽利略的科學(xué)方法伽利略科學(xué)思想方法的核心是把 _和 _（包括數(shù)學(xué)推演）和諧地結(jié)合起來(lái)，從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。探究一、如何認(rèn)識(shí)亞里士多德的觀點(diǎn)？探究二、如何認(rèn)識(shí)伽利略的科學(xué)方法？ 探究三 分析伽利略的研究方法自我檢測(cè)1 意大利

3、科學(xué)家伽利略在研究落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，做了著名的斜面實(shí)驗(yàn)，其中應(yīng)用到的物理思想方法屬于：（）A 等效替代B 實(shí)驗(yàn)歸納C .理想實(shí)驗(yàn)D .控制變量【答案】C【解析】 伽利略在研究落休運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，做了著名的斜面實(shí)驗(yàn)，斜面的摩撫力忽略不計(jì)，而逐漸増大 斜面的傾斜角，當(dāng)傾角尊于刃時(shí)物體豎盲下落這種物理思想方法屬于理想實(shí)驗(yàn)，故選項(xiàng) C 正確.2.對(duì)于從蘋果樹上同一高度同時(shí)落下的蘋果和樹葉，下列說(shuō)法正確的是：（）A 蘋果和樹葉都可以看成自由落體運(yùn)動(dòng)B 蘋果可以近似地看成自由落體運(yùn)動(dòng)，樹葉不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)C .蘋果和樹葉都不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)D 假如地球上沒(méi)有空氣，由于所受重力不同，則蘋果和樹葉也不會(huì)同

4、時(shí)落地【答案】B【解析】 從樹上落下的蘋果所受阻力相對(duì)重力很小，可看成自由落體運(yùn)動(dòng)，而從樹上落下的樹葉所受阻力相對(duì)重力較大，不能看成自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、C 錯(cuò)誤，B 正確假如地球上沒(méi)有空氣，則蘋果和樹葉不受空氣阻力，都做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落快慢相同，同時(shí)落地，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.3亞里士多德的命題 重的物體下落快，輕的物體下落慢 ”失誤的根源在于他：（ ）A 不注意觀察自然現(xiàn)象B 對(duì)此沒(méi)有做深刻的邏輯思辨C對(duì)此沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)D 對(duì)此進(jìn)行歸納和總結(jié)【答案】B4.伽利略為了研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為著名的斜面實(shí)驗(yàn)”，從而創(chuàng)造了一種科學(xué)研究的方法利用斜面實(shí)驗(yàn)主要是考慮到：（）A. 實(shí)驗(yàn)時(shí)

5、便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的速度B. 實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的路程D. 斜面實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)觀察與計(jì)算直接得到落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律【答案】B【解析】伽利略最初假設(shè)自由落體運(yùn)動(dòng)的速度是隨著時(shí)間均勻增大，但是他所在的那個(gè)時(shí)代還無(wú)法直 接測(cè)定物體的瞬時(shí)速度，所以不能直接得到速度隨時(shí)間的變化規(guī)律伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算得 到結(jié)論：如果物體的初速度為零，而且速度隨時(shí)間的變化是均勻的，那么它通過(guò)的位移與所 用的時(shí)間的二次方成正比，這樣，只要測(cè)出物體通過(guò)通過(guò)不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn) 這個(gè)物體的速度是否隨時(shí)間均勻變化但是物體下落很快，當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)，這樣的計(jì) 時(shí)工具還不能測(cè)量自由落體運(yùn)動(dòng)所用

6、的較短的時(shí)間伽利略采用了一個(gè)巧妙的方法，用來(lái)沖淡”重力他讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，二小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度要比它豎直下落的 加速度小得多，所以時(shí)間長(zhǎng)，所以容易測(cè)量.故選 B.名師點(diǎn)睛：伽利略對(duì)自由落體規(guī)律的研究為我們提供正確的研究物理的方法、思路、理論， 他創(chuàng)造了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的科學(xué)方法.5.自由落體”演示實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，當(dāng)牛頓管被抽成真空后，將其迅速倒置，管內(nèi)輕重不同的物體從頂部下落到底端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是：（）A時(shí)間相同，加速度相同B時(shí)間相同，加速度不同C.時(shí)間不同，加速度相同D時(shí)間不同，加速度不同【答案】A【解析】輕重不同的物體在真空菅中不受阻力，做目由落體運(yùn)

7、動(dòng)所以加速度相同，都為高度相同，根據(jù)沖詁知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同*故蔬正確，臥：D 錯(cuò)誤*6.（多選）滴水法測(cè)重力加速度的過(guò)程是這樣的：讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里，調(diào)整水龍頭，讓前一滴水滴到盤子而聽到聲音時(shí)，后一滴恰好離開水龍頭。從第1次聽到水擊盤聲時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出n 次聽到水擊盤聲的總時(shí)間為 t,用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為 h，即可算出重力加速度。設(shè)人耳能區(qū)別兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為340m/s, g 取 10m/s2，則：（）A 水龍頭距人耳的距離至少為34mB .水龍頭距盤子的距離至少為0.05m2n2hC .重力加速度的計(jì)算式為2-【答案】BD【解折】從自由落體運(yùn)動(dòng)位移公式出

8、岌進(jìn)行分析。只要相鄰兩滴水滴下的時(shí)間間隔超過(guò)（M 亦人耳就能分辨 出兩滴水的擊盤聲，而與水龍頭距人耳的距離無(wú)關(guān) i 只要人耳能夠聽到聲音）。在 0 一*內(nèi)，水滴下瞽的距離力 =訥尸卜 10 刈.1 臨=0.0 伽，專水龍頭距盤子的距離至少應(yīng)為 0.05m,故為錯(cuò)B 對(duì)；片次響聲對(duì)應(yīng)（打- 1 介水 i 商下落后用的時(shí)間所以一個(gè)水;商下落時(shí)間為；=右 由卉=如扌得呂二魯故 C 錯(cuò)， D 正確 o7.為了研究自由落體的位移與時(shí)間的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，在豎直放置的立柱上端安裝一個(gè)電磁鐵，通電時(shí)小鋼球被吸在電磁鐵上；斷電時(shí)小球自由下落，計(jì)時(shí)裝置開始計(jì)時(shí)，立柱上有可移動(dòng)的光電門，當(dāng)小

9、球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，光電計(jì)時(shí)裝置能測(cè)出小球從初始位置到這個(gè)光電門所用的時(shí)間t,再用刻度尺測(cè)出電磁鐵到光電門的距離h,該同學(xué)利用上述裝置通過(guò)多次改變光電門的位置得到了如下一組數(shù)據(jù)：h/m0.20.40.60.81.0t/s0.2010.2850.3460.4010.4472 2t/s0.0400.0810.1200.1610.200（1）為了能最直觀地顯示自由落體的位移與時(shí)間的關(guān)系，請(qǐng)幫助該同學(xué)在如圖乙所示的坐標(biāo)紙 上合理建立坐標(biāo)系，并描點(diǎn)連結(jié).（2）通過(guò)對(duì)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，自由落體的位移和時(shí)間的關(guān)系是0.1s，聲速為D .重力加速度的計(jì)算式為2(n _ 1)2ht2甲乙【答案】見解析【解析

10、】t/tnn(3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：_ .【答案】(1)頻閃儀閃光頻率等于水滴滴落的頻率；(2)9.72m/s22.28m/s ; (3)該實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的原因可能有存在空氣阻力、水滴滴落的頻率變化、米尺沒(méi)有豎直放置等.41I3111P 9QPB|.出|卡0.BT：； ：；： ：；：；： ： ： ： ：；：；：；：；：icssiisriinsssuiiiilhl!=!llil;z;iiilhl!=!llil;z;暑;BIr;l;l;BIr;l;lrsrs!mIl!mIl2 20 0(2)通過(guò)對(duì)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，自由落體的位移和時(shí)間的關(guān)系是：h 與 t2成正比

11、(或者2h= 5t ).8在暗室中用如圖所示的裝置做測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀.具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：1在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會(huì)以一定的頻率一滴滴地落下.2用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴.3用豎直放置的米尺測(cè)得各個(gè)水滴所對(duì)應(yīng)的刻度.4采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理.(1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴固定不動(dòng)”時(shí)的閃光頻率為30Hz,某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個(gè)水滴的距離如圖所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=_;第 8 個(gè)水滴此時(shí)的速度V8=_ .(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字)g 血訂口 n 口口 ii；IT；.u7；Ouu=：I=：BB耳一訂ma_ma_乍丄擁皮管 豊紡一塵嘖璇璃管【解折 1(1)頻閃儀頻率等干水滴滴落的頻率時(shí)，則每滴下來(lái)的一滴水，頻閃儀都在相同的位置記錄，故 可看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴.(2)s67=19.36-13.43=5.93cm , S78=26.39-19.36=7.03cm , S89=34.48-26.39=8.09cm ,(9.19 - 8.09)-(5.93 - 7.03)2S90=43.