RJ版物理45分鐘作業(yè)與單元評(píng)估練習(xí)：2-6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課后鞏固作業(yè)時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的時(shí)候，為了排除物體自由下落的速度v隨著下落高度h(位移大小)是均勻變化(即：v＝kh，k是個(gè)常數(shù)）的可能性，設(shè)計(jì)了如下的思想實(shí)驗(yàn):在初速度為零的勻變速的直線運(yùn)動(dòng)中,eq\x\to（v)＝eq\f(v，2）(式中eq\x\to(v)表示平均速度)①而h＝eq\x\to（v)·t②如果v＝kh③成立的話，那么，必有：h＝eq\f（1,2)kht，即t＝eq\f(2,k）＝常數(shù)．t竟然是與h無關(guān)的常數(shù)，這顯然與常識(shí)相矛盾．于是，可以排除速度v是隨著下落高度h均勻變化的可能性．關(guān)于伽利略這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)的邏輯及邏輯片語，你做出的評(píng)述是（)A．全部正確B．①式錯(cuò)誤C．②式錯(cuò)誤D．③式以后的邏輯片語錯(cuò)誤2．伽利略為了研究自由落體的規(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)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)可以通過觀察與計(jì)算直接得到落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律3。在忽略空氣阻力的情況下，讓一輕一重的兩塊石塊從同一高度同時(shí)自由下落,則關(guān)于兩塊石塊的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A．重的石塊落得快,先著地B．輕的石塊落得快，先著地C．在著地前的任一時(shí)刻,兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度D．兩塊石塊在下落時(shí)間內(nèi)的平均速度大的石塊重4．伽利略曾說過：“科學(xué)是在不斷改變思維角度的探索中前進(jìn)的”．他在著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下,他通過實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有（)A．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比B．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比C．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無關(guān)D．斜面長(zhǎng)度一定時(shí),小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無關(guān)5．關(guān)于伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，下列說法中正確的是（）①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②伽利略猜想自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)——?jiǎng)蜃兯龠\(yùn)動(dòng)③伽利略通過數(shù)學(xué)推理并用小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了位移與時(shí)間的平方成正比④伽利略通過實(shí)驗(yàn)求出了物體下落的加速度值A(chǔ)．①② B．②③C．③④ D．①③二、多項(xiàng)選擇題6．下列敘述正確的是（）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．伽利略用實(shí)驗(yàn)證明了自由落體運(yùn)動(dòng)中v與t成正比C．伽利略認(rèn)為,如果沒有空氣阻力，重物與輕物應(yīng)該下落得同樣快D．伽利略科學(xué)方法的核心是實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來7．伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)．下列哪些方法是他在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中采用過的()A．用滴水計(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．改變斜面傾角,比較各種傾角下eq\f(x，t2）的大小D．將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理外推，說明自由落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng)8．如右圖所示，小球從豎直磚墻某位置靜止釋放，用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光，得到了圖中1、2、3、4、5、…所示小球運(yùn)動(dòng)過程中每次曝光的位置．連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為T，每塊磚的厚度為d。根據(jù)圖中的信息，下列判斷正確的是（)A．能判定位置“1”是小球釋放的初始位置B．能求出小球下落的加速度為eq\f(d,T2)C．能求出小球在位置“3”的速度為eq\f（7d,2T）D．能判定小球下落是否是自由落體運(yùn)動(dòng)答案1．B本實(shí)驗(yàn)是為了研究自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，因此自由落體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)不明確，①式不能直接使用，B項(xiàng)正確．2．B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,那么它通過的位移與所用時(shí)間的二次方成正比，這樣，只要測(cè)出物體通過不同位移所用的時(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)所用的較短的時(shí)間．伽利略采用了一個(gè)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，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,時(shí)間越長(zhǎng)越容易測(cè)量，選項(xiàng)B正確．3．C物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān),因兩石塊下落高度相同，故它們將同時(shí)落地，且在著地前的任一時(shí)刻，兩塊石塊具有相同的速度、相同的位移和相同的加速度，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；在下落時(shí)間內(nèi)，兩石塊的位移相同，所用時(shí)間相同,由平均速度的定義可判其平均速度相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．A伽利略通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出小球沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比,并證明了速度隨時(shí)間均勻變化，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若斜面光滑，選項(xiàng)C從理論上講是正確的，但伽利略并沒有能夠用實(shí)驗(yàn)證明這一點(diǎn)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；斜面長(zhǎng)度一定時(shí),小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間隨傾角的增大而減小，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．B根據(jù)物理學(xué)史和伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究可知②③正確，故選項(xiàng)B正確．6．ACD古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為重物比輕物下落快，認(rèn)為物體越重,下落得越快，故選項(xiàng)A正確；伽利略用理論證明了自由落體運(yùn)動(dòng)中v與t成正比，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；伽利略認(rèn)為,如果沒有空氣阻力,重物與輕物下落得一樣快，故選項(xiàng)C正確；伽利略科學(xué)方法的核心是實(shí)驗(yàn)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演）和諧地結(jié)合起來，故選項(xiàng)D正確．7．ACD伽利略采用的計(jì)時(shí)方法是滴水計(jì)時(shí)，選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，伽利略采用數(shù)學(xué)推理得出結(jié)論：若速度隨時(shí)間均勻變化，則位移與時(shí)間的二次方成正比,選項(xiàng)C正確；伽利略將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理外推到自由落體運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確．8．BCD小球做加速運(yùn)動(dòng)，所以在相同的時(shí)間中發(fā)生的位移是越來越大，若初速度為0,遵循1∶3∶5∶7∶…，由此可以判斷A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)逐差法判斷d＝aT2，B項(xiàng)正確;3點(diǎn)是2、4兩點(diǎn)的時(shí)間中點(diǎn)，所以對(duì)應(yīng)的速度為v3＝eq\f（7d,2T）,C項(xiàng)正確；若計(jì)算出的加速度為重力加速度，則小球的運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)正確．-—-——--———-————---——--————-三、非選擇題9．在研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過程中，伽利略在觀察了落體運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象后,猜想自由落體的速度與時(shí)間可能成正比，即v∝t，但由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)問題，無法直接測(cè)量速度，伽利略通過運(yùn)算得到如果v∝t，就有下落的距離s∝t2，于是他就設(shè)法去尋找s與t2之間的關(guān)系．由于自由落體的運(yùn)動(dòng)過程太快，在當(dāng)時(shí)的條件下，無法準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)間，為了充分放慢運(yùn)動(dòng)，伽利略所采用的實(shí)驗(yàn)方法是：________，從而得出了有關(guān)結(jié)論；進(jìn)而伽利略又將此結(jié)論進(jìn)行了合理的外推,其推理的思路是：________，最終找到了正確的落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．伽利略在上述研究過程中所運(yùn)用研究方法的先后順序是________．A．觀察現(xiàn)象→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯(數(shù)學(xué))得出推論→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→推廣修正B．觀察現(xiàn)象→運(yùn)用邏輯(數(shù)學(xué)）得出推論→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→提出假設(shè)→推廣修正C．觀察現(xiàn)象→提出假設(shè)→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→運(yùn)用邏輯(數(shù)學(xué)）得出推論→推廣修正D．提出假設(shè)→觀察現(xiàn)象→運(yùn)用邏輯（數(shù)學(xué)）得出推論→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→推廣修正10。在伽利略羊皮紙手稿中發(fā)現(xiàn)的斜面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，人們推測(cè)第二、三行數(shù)據(jù)可能分別表示時(shí)間和長(zhǎng)度．伽利略時(shí)代的1個(gè)長(zhǎng)度單位相當(dāng)于現(xiàn)在的eq\f（29，30）mm，假設(shè)1個(gè)時(shí)間單位相當(dāng)于現(xiàn)在的0。5s．由此可以推測(cè)實(shí)驗(yàn)時(shí)光滑斜面的長(zhǎng)度至少為________m，斜面的傾角約為________度．(g取10m/s2）伽利略手稿中的數(shù)據(jù)1491625364964123456783213029852682411921600210411。1961年,美國(guó)《科學(xué)》雜志刊登了根據(jù)伽利略當(dāng)年描述的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的一項(xiàng)重復(fù)性斜面實(shí)驗(yàn)．該實(shí)驗(yàn)的斜面傾角為3。73°，使用水鐘測(cè)量時(shí)間，其結(jié)果見下表：x(以英尺為單位）t(以毫升水為單位）159013841072762552340123.5注：1英尺＝0.3048米根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，你能驗(yàn)證伽利略當(dāng)年的研究是否正確嗎？12．當(dāng)雨滴在空氣中下落時(shí)，由于空氣阻力的作用，運(yùn)動(dòng)一段位移后,便會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)在我國(guó)正在實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，科技工作者在研究雨滴對(duì)黃土高坡的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)：雨滴形成后,開始下落13m假若沒有空氣阻力，雨滴在離地面250m答案9。利用斜面“沖淡”重力將斜面傾角逐漸增加到90°A解析：為了充分放慢運(yùn)動(dòng)，伽利略利用斜面沖淡重力,然后將斜面逐漸增加到90°；根據(jù)伽利略實(shí)驗(yàn)過程不難發(fā)現(xiàn),過程中依次用到的方法是：觀察現(xiàn)象→提出假設(shè)→運(yùn)用邏輯(數(shù)學(xué))得出推論→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→推廣修正．10．2.0341。5解析：由表中數(shù)據(jù)知，斜面長(zhǎng)度至少應(yīng)為L(zhǎng)＝2104×eq\f(29，30)×10－3m≈2。034m,估算出eq\x\to(a)≈0.254m/s2，sinθ＝eq\f(\x\to（a），g）＝0.0254,θ≈1.5°。11．伽利略的研究方法是科學(xué)的．解析:各組數(shù)據(jù)的時(shí)間平方及eq\f(x,t2）的值如下：xt2eq\f(x,t2）1581001.85×10－31370561.84×10－31051841.93×10－3738441.82×10－3527041。85×10－3316001。8