2024-2025學(xué)年高中物理第二章6伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的研究練習(xí)含解析新人教版必修1

PAGEPAGE76伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的探討基礎(chǔ)鞏固116世紀(jì)末,意大利比薩高校的年輕學(xué)者伽利略通過邏輯推理的方法,使亞里士多德的理論陷入逆境,伽利略的猜想是()A.重的物體下落得快B.輕的物體下落得快C.輕、重兩物體下落得一樣快D.以上都不是答案:C2伽利略對自由落體的探討,開創(chuàng)了探討自然規(guī)律的科學(xué)方法,這就是()A.對自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)歸納的方法B.用科學(xué)試驗(yàn)進(jìn)行探究的方法C.對自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)歸納,并用試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的方法D.抽象思維、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和科學(xué)試驗(yàn)相結(jié)合的方法答案:D3伽利略用試驗(yàn)驗(yàn)證v∝t的最大困難是()A.不能很精確地測定下落的距離B.不能測出下落物體的瞬時(shí)速度C.當(dāng)時(shí)沒有測量時(shí)間的儀器D.當(dāng)時(shí)沒有記錄落體運(yùn)動(dòng)的數(shù)碼相機(jī)答案:B4關(guān)于伽利略對落體運(yùn)動(dòng)的探討,以下說法不正確的是()A.運(yùn)用“歸謬法”否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落快、輕的物體下落慢的論斷B.提出“自由落體”是一種最簡潔的變速直線運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)C.通過斜面上物體的勻加速運(yùn)動(dòng)外推出斜面傾角為90°時(shí),物體做自由落體運(yùn)動(dòng),且加速度的大小跟物體的質(zhì)量有關(guān)D.總體的思想方法是對現(xiàn)象的視察——提出假設(shè)——邏輯推理——試驗(yàn)驗(yàn)證——對假說進(jìn)行修正和推廣答案:C5(多選)伽利略在探討落體運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)計(jì)了如圖所示的斜面試驗(yàn),他在這個(gè)試驗(yàn)中采納過的方法有()A.用水鐘或節(jié)拍器計(jì)時(shí)B.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析C.變更斜面傾角,比較各種傾角得到的D.將斜面試驗(yàn)的結(jié)果合理外推,說明自由落體運(yùn)動(dòng)是特別的勻變速直線運(yùn)動(dòng)解析:在伽利略時(shí)代,沒有先進(jìn)的計(jì)時(shí)儀器,因此采納的是水鐘計(jì)時(shí),A正確;在伽利略時(shí)代還沒有獨(dú)創(chuàng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,B錯(cuò)誤;在伽利略時(shí)代,技術(shù)不夠發(fā)達(dá),無法干脆測定瞬時(shí)速度,所以不行能干脆得到速度的變更規(guī)律,但是伽利略通過數(shù)學(xué)運(yùn)算得出結(jié)論:假如物體的初速度為零,而且位移與時(shí)間的平方成正比,就可以檢驗(yàn)這個(gè)物體的速度隨時(shí)間勻稱變更,C正確;將斜面試驗(yàn)的結(jié)果合理外推,說明自由落體運(yùn)動(dòng)是特別的勻變速直線運(yùn)動(dòng),D正確。答案:ACD6伽利略在聞名的斜面試驗(yàn)中,讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止起先滾下,他通過試驗(yàn)視察和邏輯推理,得到的正確結(jié)論有()A.傾角肯定時(shí),小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比B.傾角肯定時(shí),小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比C.斜面長度肯定時(shí),小球從頂端滾究竟端時(shí)的速度與傾角無關(guān)D.斜面長度肯定時(shí),小球從頂端滾究竟端所需的時(shí)間與傾角無關(guān)解析:伽利略通過斜面試驗(yàn),測得小球通過的位移跟所用時(shí)間的二次方之比是不變的,即x1t12=x2t22=x答案:B7科學(xué)探究活動(dòng)通常包括以下環(huán)節(jié):提出問題,作出假設(shè),制定安排,搜集證據(jù),評估溝通等。一組同學(xué)探討“運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力與運(yùn)動(dòng)速度關(guān)系”的探究過程如下:A.有同學(xué)認(rèn)為:運(yùn)動(dòng)物體所受空氣阻力可能與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。B.他們安排利用一些“小紙杯”作為探討對象,用超聲測距儀等儀器測量“小紙杯”在空中直線下落時(shí)的下落距離、速度隨時(shí)間變更的規(guī)律,以驗(yàn)證假設(shè)。C.在相同的試驗(yàn)條件下,同學(xué)們首先測量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時(shí)刻的下落距離,將數(shù)據(jù)填入下表中,圖甲是對應(yīng)的位移—時(shí)間圖線。然后將不同數(shù)量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落,分別測出它們的速度—時(shí)間圖線,如圖乙中圖線1、2、3、4、5所示。時(shí)間/s下落距離/m0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9572.0xD.同學(xué)們對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸納后,證明白他們的假設(shè)?；卮鹣铝刑釂?(1)與上述過程中A、C步驟相對應(yīng)的科學(xué)探究環(huán)節(jié)分別是。

(2)圖甲中的AB段反映了運(yùn)動(dòng)物體在做運(yùn)動(dòng),表中x處的值為。

(3)圖乙中各條圖線具有共同特點(diǎn),“小紙杯”在下落的起先階段做運(yùn)動(dòng),最終“小紙杯”做運(yùn)動(dòng)。

(4)比較圖乙中的圖線1和5,指出在1.0~1.5s時(shí)間段內(nèi),速度隨時(shí)間變更關(guān)系的差異:

。

解析:(1)步驟A是作出假設(shè);步驟C是搜集證據(jù)。(2)由x-t圖像可以看出,圖線的AB段位移隨時(shí)間近似勻稱變更,說明物體做的是勻速運(yùn)動(dòng)。由圖線可求得勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v≈1.22m/s,則物體從1.2~2.0s的時(shí)間內(nèi)下落的距離h=vt=0.976m,所以表中x=0.957m+0.976m=1.933m。(3)由v-t圖像可知,速度先增大,后保持穩(wěn)定,其變更率始終減小,即加速度始終減小。最終“小紙杯”做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(4)由題圖乙可知,在1.0~1.5s時(shí)間段內(nèi),圖線1反映速度不隨時(shí)間變更,圖線5反映速度隨時(shí)間接著增大(或圖線1反映紙杯做勻速運(yùn)動(dòng),圖線5反映紙杯依舊在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng))。答案:(1)作出假設(shè)、搜集證據(jù)(2)勻速1.933(3)加速度漸漸減小的加速勻速(4)圖線1反映速度不隨時(shí)間變更,圖線5反映速度隨時(shí)間接著增大(或圖線1反映紙杯做勻速運(yùn)動(dòng),圖線5反映紙杯依舊在做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng))實(shí)力提升1下列敘述不符合史實(shí)的是()A.古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為物體越重,下落得越快B.伽利略發(fā)覺亞里士多德的觀點(diǎn)有自相沖突的地方C.伽利略認(rèn)為,假如沒有空氣阻力,重物與輕物應(yīng)當(dāng)下落得同樣快D.伽利略用試驗(yàn)干脆證明白自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析:古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為重的物體比輕的物體下落的快,即物體越重下落的越快,A符合史實(shí)。伽利略發(fā)覺亞里士多德的理論在邏輯上有沖突,他認(rèn)為輕重不同的物體,從同一高度墜落,加速度一樣,它們將同時(shí)著地,從而推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤論斷,B符合史實(shí)。伽利略認(rèn)為,假如沒有空氣阻力,重物與輕物應(yīng)當(dāng)下落得同樣快,C符合史實(shí)。伽利略先大膽的揣測,下落物體的速度是隨時(shí)間勻稱增加的,然后通過試驗(yàn)驗(yàn)證,銅球從斜槽的不同位置由靜止下落,得到結(jié)論即速度是隨時(shí)間勻稱增加的,最終合理外推,隨著θ的增大,應(yīng)當(dāng)有相同的結(jié)論,當(dāng)θ=90°時(shí),即物體豎直下落時(shí),這個(gè)關(guān)系也應(yīng)當(dāng)成立,所以D不符合史實(shí)。答案:D2關(guān)于伽利略對自由落體運(yùn)動(dòng)的探討,下列說法正確的是()A.伽利略認(rèn)為在同一地點(diǎn),重的物體和輕的物體下落快慢不同B.伽利略猜想運(yùn)動(dòng)速度與下落時(shí)間成正比,并干脆用試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證C.伽利略通過數(shù)學(xué)推演并利用小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證了位移與時(shí)間的二次方成正比D.伽利略利用小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)速度與位移成正比答案:C3在學(xué)習(xí)物理學(xué)問的同時(shí),還應(yīng)當(dāng)非常留意學(xué)習(xí)物理學(xué)探討問題的思想和方法,從肯定意義上說,后一點(diǎn)甚至更重要。宏大的物理學(xué)家伽利略的探討方法對于后來的科學(xué)探討具有重大的啟蒙作用,至今仍舊具有重要意義。請你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程,判定下列哪個(gè)過程是伽利略的探究過程()A.猜想→問題→數(shù)學(xué)推理→試驗(yàn)驗(yàn)證→合理外推→得出結(jié)論B.問題→猜想→試驗(yàn)驗(yàn)證→數(shù)學(xué)推理→合理外推→得出結(jié)論C.問題→猜想→數(shù)學(xué)推理→試驗(yàn)驗(yàn)證→合理外推→得出結(jié)論D.猜想→問題→試驗(yàn)驗(yàn)證→數(shù)學(xué)推理→合理外推→得出結(jié)論解析:伽利略探究物體下落規(guī)律的過程是先對亞里士多德對落體運(yùn)動(dòng)的視察得出的結(jié)論提出質(zhì)疑——大小石塊捆在一起下落得出與其沖突的結(jié)論;猜想——下落的運(yùn)動(dòng)是最簡潔的運(yùn)動(dòng),速度與時(shí)間成正比;數(shù)學(xué)推理——假如v∝t,則有x∝t2;試驗(yàn)驗(yàn)證——設(shè)計(jì)出斜面試驗(yàn)并進(jìn)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(yùn)動(dòng)。從探究的過程看,答案應(yīng)是C。答案:C★4(多選)科學(xué)探討發(fā)覺:月球表面沒有空氣,重力加速度約為地球表面處重力加速度的1A.羽毛將加速上升,鉛球?qū)⒓铀傧侣銪.羽毛和鉛球都將下落,且同時(shí)落到月球表面C.羽毛和鉛球都將下落,但鉛球先落到月球表面D.羽毛和鉛球都將下落,且落到月球表面的速度相同解析:羽毛和鉛球都將做自由落體運(yùn)動(dòng),因?yàn)闆]有空氣阻力,只受“重力”作用,所以兩者的運(yùn)動(dòng)狀況是一樣的,下落一樣快,并且落到月球表面時(shí)的速度也相同。答案:BD5(多選)一個(gè)鐵釘和一個(gè)棉花團(tuán)同時(shí)從同一高處下落,總是鐵釘先落地,這是因?yàn)?)A.鐵釘比棉花團(tuán)重B.棉花團(tuán)受到的空氣阻力不能忽視C.鐵釘不受空氣阻力D.空氣阻力對鐵釘?shù)南侣洚a(chǎn)生的影響可以忽視解析:棉花團(tuán)和鐵釘下落時(shí),都要受到空氣阻力的作用,但空氣阻力對棉花團(tuán)的影響比對鐵釘?shù)挠绊懸?探討棉花團(tuán)的下落時(shí),空氣阻力的影響不能忽視,而探討鐵釘?shù)南侣鋾r(shí),可以忽視空氣阻力的影響,正確選項(xiàng)為B、D。答案:BD★6頻閃攝影是探討變速運(yùn)動(dòng)常用的試驗(yàn)手段。在暗室中,照相機(jī)的快門處于常開狀態(tài),頻閃儀每隔肯定時(shí)間發(fā)出一次短暫的劇烈閃光,照亮運(yùn)動(dòng)的物體,于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。圖中是小球自由下落時(shí)的頻閃照片,頻閃儀每隔0.04s閃光一次。(1)依據(jù)這張頻閃照片,你能獲得關(guān)于自由落體運(yùn)動(dòng)的哪些規(guī)律性的東西?(2)假如要通過這幅照片測量自由落體加速度,可以采納哪幾種方法?(照片中的數(shù)字是小球距下落點(diǎn)的距離,單位:cm)解析