2024-2025學年新教材高中物理第二章勻變速直線運動的研究4.2伽利略對自由落體運動的研究練習含解析新人教版必修第一冊

PAGE4-課時2伽利略對自由落體運動的探討

考點1伽利略對自由落體運動的探討1.(陜西西安2024高一檢測)落體運動是司空見慣的,但人類對它的相識卻經(jīng)驗了差不多兩千年的時間。是什么因素確定物體下落的快慢呢?亞里士多德的論斷是物體下落的快慢由它們的重量確定。他的這一論斷始終被人們奉為經(jīng)典,后來推翻了他的論斷的是()。A.牛頓 B.伽利略C.愛因斯坦 D.哥白尼答案：B解析：推翻了亞里士多德的這一論斷的是伽利略,B項正確。2.(福建漳州2024高一月考)關(guān)于伽利略對自由落體運動的探討,下列說法正確的是()。A.伽利略認為,在同一地點重的物體和輕的物體下落快慢不同B.伽利略猜想運動速度與下落時間成正比,并干脆用試驗進行了驗證C.伽利略通過數(shù)學推演并用小球在斜面上的運動驗證了位移與時間的平方成正比D.伽利略用小球在斜面上的運動驗證了運動速度與位移成正比答案：C解析：亞里士多德認為,在同一地點重的物體和輕的物體下落快慢不同,故A項錯誤;伽利略猜想自由落體的運動速度與下落時間成正比,并未干脆用試驗進行驗證,而是在斜面試驗的基礎(chǔ)上進行志向化推理,故B項錯誤;伽利略通過數(shù)學推演并用小球在斜面上的運動驗證了位移與時間的平方成正比,故C項正確,D項錯誤。3.(云南昆明一中2024期末考試)(多選)如圖2-4-4大致地表示了伽利略探究自由落體運動的試驗和思維過程,以下對此過程的分析,正確的是()。圖2-4-4A.其中甲、乙、丙過程是試驗現(xiàn)象,丁過程是經(jīng)過合理的外推得出的結(jié)論B.其中丁過程是試驗現(xiàn)象,甲、乙、丙過程是經(jīng)過合理的外推得出的結(jié)論C.運用丁過程的試驗,可“放大”重力的作用,使試驗現(xiàn)象更明顯D.運用甲過程的試驗,可“沖淡”重力的作用,使試驗現(xiàn)象更明顯答案：AD解析：因為物體下落得太快,伽利略無法測量物體自由下落的時間,為了使物體運動速度變慢,伽利略轉(zhuǎn)向探究物體在斜面上的運動問題。甲、乙、丙三個過程都是試驗現(xiàn)象,采納斜面可以“沖淡”重力的作用,使試驗現(xiàn)象更明顯。采納不同傾角的斜面,是為了視察其規(guī)律性,形成外推的試驗基礎(chǔ),丁過程是在此基礎(chǔ)上經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論,故A、D兩項正確?？键c2伽利略的科學探討方法4.(江西吉安一中2024期末考試)17世紀意大利科學家伽利略在探討落體運動的規(guī)律時,做了聞名的斜面試驗,其中應用到的物理思想方法屬于()。A.等效替代法 B.試驗歸納法C.志向試驗法 D.限制變量法答案：C解析：由于時間測量上的困難,伽利略無法干脆探討自由落體運動,而是在斜面試驗的基礎(chǔ)上合理外推,最終得到傾角為90°時小球運動(自由落體運動)的規(guī)律。所以,在當時并沒有干脆對落體運動進行試驗,伽利略所用的物理試驗方法屬于志向試驗法,C項正確。5.(上海交大附中2024高一檢測)在學習物理學問的同時,還應當學習物理學探討問題的思想和方法,從肯定意義上說,后一點甚至更重要。宏大的物理學家伽利略的探討方法對于后來的科學探討具有重大的啟蒙作用,至今仍具有重要的意義。伽利略探究物體下落規(guī)律的過程是()。A.猜想—問題—數(shù)學推理—試驗驗證—合理外推—得出結(jié)論B.問題—猜想—試驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結(jié)論C.問題—猜想—數(shù)學推理—試驗驗證—合理外推—得出結(jié)論D.猜想—問題—試驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結(jié)論答案：C解析：伽利略探究物體下落規(guī)律的過程:先對亞里士多德對落體運動的結(jié)論提出質(zhì)疑——大小石塊捆在一起下落得出沖突的結(jié)論;猜想——下落的運動是最簡潔的運動,速度與時間成正比;數(shù)學推理——假如v∝t,則有x∝t2;試驗驗證——設(shè)計出斜面試驗并進行探討,得出光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律x∝t2;合理外推——將光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律x∝t2推廣到落體運動。從探究過程來看,答案應是C項。6.(河北唐山一中2024高三質(zhì)量檢測)伽利略在探討自由落體運動時,做了如下的試驗:他讓一個銅球從阻力很小(可忽視不計)的斜面上由靜止起先滾下,并且做了上百次。假設(shè)某次試驗伽利略是這樣做的:在斜面上任取三個位置A、B、C,讓小球分別由A、B、C滾下,如圖2-4-5所示。設(shè)A、B、C與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3,小球由A、B、C運動到斜面底端的時間分別為t1、t2、t3,小球由A、B、C運動到斜面底端時的速度分別為v1、v2、v3,則下列關(guān)系式中正確并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面對下的運動是勻變速直線運動的是()。圖2-4-5A.v12=v22=v32 C.s1-s2=s2-s3 D.s1t12答案：D解析：小球在斜面上三次運動的位移不同,末速度肯定不同,故A項錯誤;由v=at可得,a=vt,三次下落中的加速度相同,故公式正確,但不是伽利略用來證明勻變速直線運動的結(jié)論,故B項錯誤;由題圖可知,s1-s2>s2-s3,故C項錯誤;由運動學公式可知,s=12at2,a=2st2,故三次下落中位移與時間平方的比值肯定為定值,伽利略正是用這一規(guī)律說明小球沿光滑斜面下滑為勻變速直線運動,7.(江蘇揚州2024高一檢測)對于落體運動規(guī)律的探討,聞名科學家伽利略做出了巨大的貢獻,回答以下的問題:科學探究活動通常包括以下要素:提出問題,猜想與假設(shè),制訂安排與設(shè)計試驗,進行試驗與收集證據(jù),分析與論證,評估,溝通與合作等。伽利略對落體運動規(guī)律的探究過程如下:A.伽利略依靠邏輯的力氣推翻了亞里士多德的觀點;B.伽利略提出了“落體運動的速度v與時間t成正比”的觀點;C.為“沖淡”重力,伽利略設(shè)計用斜面來探討小球在斜面上運動的狀況;D.伽利略換用不同質(zhì)量小球,沿同一斜面從不同位置由靜止釋放,并記錄相應數(shù)據(jù);E.伽利略變更斜面的傾角,重復試驗,記錄相應數(shù)據(jù);F.伽利略對試驗數(shù)據(jù)進行分析;G.伽利略將斜面試驗得到的結(jié)論推廣到斜面傾角增大到90°時。(1)與上述過程中B步驟對應的科學探究要素是。

答案：猜想與假設(shè)解析：伽利略在事實沒有驗證以前提出的觀點應當是猜想與假設(shè)。(2)與上述過程中F步驟對應的科學探究要素是。

答案：分析與論證解析：重復試驗找尋到大量數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)進行合理科學地分析得出正確的結(jié)論,屬于分析與論證。8.(浙江紹興2024調(diào)研)伽利略在《兩種新科學的對話》一書中,提出猜想:物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運動,同時他還用試驗驗證了該猜想。某小組依據(jù)伽利略描述的試驗方案,設(shè)計了如圖2-4-6所示的裝置,探究物體沿斜面下滑是否做勻變速直線運動。試驗操作步驟如下:圖2-4-6①讓滑塊從離擋板某一距離s處由靜止沿某一傾角為θ的斜面下滑,并同時打開裝置中的閥門,使水箱中的水流到量筒中;②當滑塊遇到擋板的同時關(guān)閉閥門(假設(shè)水流勻稱穩(wěn)定);③記錄下量筒收集的水量V;④變更滑塊起始位置離擋板的距離,重復以上操作;⑤測得的數(shù)據(jù)見表格。次數(shù)123456s(m)4.53.93.02.11.50.9V(mL)9084625240(1)該試驗利用量筒中收集的水量來表示()。A.水箱中水的體積 B.水從水箱中流出的速度C.滑塊下滑的時間 D.滑塊下滑的位移答案：C解析：關(guān)于初速度為零的勻變速運動,位移與時間的二次方成正比,由于水是勻稱穩(wěn)定地流出,水的體積和時間成正比,所以量筒中收集的水量可以間接測量時間,故選C。(2)小組同學漏填了第3組數(shù)據(jù),試驗正常,你估計這組水量V=mL;若保持傾角θ不變,增大滑塊質(zhì)量,則相同的s,水量V將(填“增大”“不變”或“減小”);若保持滑塊質(zhì)量不變,增大傾角θ,則相同的s,水量V將(填“增大”“不變”或“減小”)。

答案：74不變減小解析：該運動是勻變速直線運動,位移與時間的二次方成正比,即位移與水的體積的二次方成正比。小組同學漏填了第3組數(shù)據(jù),試驗正常,這組水量V=74mL。若保持傾角θ不變,增大滑塊質(zhì)量,物體的加速度不變,則相同的s,水量V將不變;若保持滑塊質(zhì)量不變,增大傾角θ,加