高中物理 專題2.6 伽利略對自由落體運動的研究（預(yù)）（基礎(chǔ)版含解析）新人教版必修1

1、2.6 伽利略對自由落體運動的研究【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解伽利略研究落體運動的思路和方法.2.知道伽利略在運動學(xué)上的主要貢獻(xiàn).3.認(rèn)識伽利略利用斜面研究自由落體運動所蘊含的思想方法.4.初步領(lǐng)會“提出假設(shè)、數(shù)學(xué)推理、實驗驗證和合理外推”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）伽利略對落體現(xiàn)象提出了一種新的觀點：重物與輕物下落得_。3伽利略的假說與實驗驗

2、證（1）伽利略猜想落體運動是一種_運動，這種運動的速度應(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，_與_仍成正比，即速度是均勻變化的，得到了落體運動的規(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，從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。探究一、如何認(rèn)識亞里士多德的觀點？ 探究二、如何認(rèn)識伽利略的科學(xué)方法？ 探究三 分析伽利略的研究方法1意大利科學(xué)家伽利略在研究落體運動的規(guī)律時，做了著名的斜面實驗，其中應(yīng)用到的物理思想方法屬于： （ ） A等效替代B實驗歸納C理

3、想實驗 D控制變量【答案】C2對于從蘋果樹上同一高度同時落下的蘋果和樹葉，下列說法正確的是： （ ）A蘋果和樹葉都可以看成自由落體運動B蘋果可以近似地看成自由落體運動，樹葉不能看成自由落體運動C蘋果和樹葉都不能看成自由落體運動D假如地球上沒有空氣，由于所受重力不同，則蘋果和樹葉也不會同時落地【答案】B【解析】從樹上落下的蘋果所受阻力相對重力很小，可看成自由落體運動，而從樹上落下的樹葉所受阻力相對重力較大，不能看成自由落體運動，選項A、C錯誤，B正確假如地球上沒有空氣，則蘋果和樹葉不受空氣阻力，都做自由落體運動，下落快慢相同，同時落地，選項D錯誤3亞里士多德的命題“重的物體下落快，輕的物體下落慢

4、”失誤的根源在于他： （ ）A不注意觀察自然現(xiàn)象B對此沒有做深刻的邏輯思辨C對此沒有進(jìn)行科學(xué)實驗D對此進(jìn)行歸納和總結(jié)【答案】B 4伽利略為了研究自由落體運動的規(guī)律，將落體實驗轉(zhuǎn)化為著名的“斜面實驗”，從而創(chuàng)造了一種科學(xué)研究的方法利用斜面實驗主要是考慮到： （ ）A實驗時便于測量小球運動的速度B實驗時便于測量小球運動的時間C實驗時便于測量小球運動的路程D斜面實驗可以通過觀察與計算直接得到落體的運動規(guī)律【答案】B【解析】伽利略最初假設(shè)自由落體運動的速度是隨著時間均勻增大，但是他所在的那個時代還無法直接測定物體的瞬時速度，所以不能直接得到速度隨時間的變化規(guī)律伽利略通過數(shù)學(xué)運算得到結(jié)論：如果物體的初速

5、度為零，而且速度隨時間的變化是均勻的，那么它通過的位移與所用的時間的二次方成正比，這樣，只要測出物體通過通過不同位移所用的時間，就可以檢驗這個物體的速度是否隨時間均勻變化但是物體下落很快，當(dāng)時只能靠滴水計時，這樣的計時工具還不能測量自由落體運動所用的較短的時間伽利略采用了一個巧妙的方法，用來“沖淡”重力他讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，二小球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，所以時間長，所以容易測量故選B名師點睛：伽利略對自由落體規(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”演示實驗裝置如圖所示，當(dāng)牛頓管被抽成真空

6、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程中，下列說法正確的是： （ ）A時間相同，加速度相同B時間相同，加速度不同C時間不同，加速度相同D時間不同，加速度不同【答案】A6（多選）滴水法測重力加速度的過程是這樣的：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，后一滴恰好離開水龍頭。從第1次聽到水擊盤聲時開始計時，測出n次聽到水擊盤聲的總時間為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)別兩個聲音的時間間隔為0.1s，聲速為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

7、子的距離至少為0.05mC重力加速度的計算式為D重力加速度的計算式為【答案】BD7為了研究自由落體的位移與時間的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置，在豎直放置的立柱上端安裝一個電磁鐵，通電時小鋼球被吸在電磁鐵上；斷電時小球自由下落，計時裝置開始計時，立柱上有可移動的光電門，當(dāng)小球經(jīng)過光電門時，光電計時裝置能測出小球從初始位置到這個光電門所用的時間t，再用刻度尺測出電磁鐵到光電門的距離h，該同學(xué)利用上述裝置通過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/s0.2010.2850.3460.4010.447t2/s20.0400.0810.1200.1610

8、.200(1)為了能最直觀地顯示自由落體的位移與時間的關(guān)系，請幫助該同學(xué)在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上合理建立坐標(biāo)系，并描點連結(jié)(2)通過對該同學(xué)實驗數(shù)據(jù)的分析可知，自由落體的位移和時間的關(guān)系是_【答案】見解析【解析】(1)(2)通過對該同學(xué)實驗數(shù)據(jù)的分析可知，自由落體的位移和時間的關(guān)系是：h與t2成正比(或者h(yuǎn)5t2)8在暗室中用如圖所示的裝置做“測定重力加速度”的實驗實驗器材有：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、頻閃儀具體實驗步驟如下：在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴滴地落下用頻閃儀發(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

9、到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(1)實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：_.(2)實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30 Hz，某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭_ ；第8個水滴此時的速度v8_ .(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字)(3)該實驗存在的系統(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）該實驗存在系統(tǒng)誤差的原因可能有存在空氣阻力、水滴滴落的頻率變化、米尺沒有豎直放置等（2）s67=19.36-13.43=5.93cm，s78=26.39-19.36=7.03cm，s89=34.48-26.39=8.09cm，s90=43.67-3