2024-2025學(xué)年新教材高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究4.2伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究練習(xí)含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE4-課時(shí)2伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探討

考點(diǎn)1伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探討1.(陜西西安2024高一檢測(cè))落體運(yùn)動(dòng)是司空見慣的,但人類對(duì)它的相識(shí)卻經(jīng)驗(yàn)了差不多兩千年的時(shí)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(lái)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(xiàng)正確。2.(福建漳州2024高一月考)關(guān)于伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的探討,下列說(shuō)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(guò)數(shù)學(xué)推演并用小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證了位移與時(shí)間的平方成正比D.伽利略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：C解析：亞里士多德認(rèn)為,在同一地點(diǎn)重的物體和輕的物體下落快慢不同,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;伽利略猜想自由落體的運(yùn)動(dòng)速度與下落時(shí)間成正比,并未干脆用試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,而是在斜面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行志向化推理,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)推演并用小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證了位移與時(shí)間的平方成正比,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)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(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)和思維過(guò)程,以下對(duì)此過(guò)程的分析,正確的是()。圖2-4-4A.其中甲、乙、丙過(guò)程是試驗(yàn)現(xiàn)象,丁過(guò)程是經(jīng)過(guò)合理的外推得出的結(jié)論B.其中丁過(guò)程是試驗(yàn)現(xiàn)象,甲、乙、丙過(guò)程是經(jīng)過(guò)合理的外推得出的結(jié)論C.運(yùn)用丁過(guò)程的試驗(yàn),可“放大”重力的作用,使試驗(yàn)現(xiàn)象更明顯D.運(yùn)用甲過(guò)程的試驗(yàn),可“沖淡”重力的作用,使試驗(yàn)現(xiàn)象更明顯答案：AD解析：因?yàn)槲矬w下落得太快,伽利略無(wú)法測(cè)量物體自由下落的時(shí)間,為了使物體運(yùn)動(dòng)速度變慢,伽利略轉(zhuǎn)向探究物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)問題。甲、乙、丙三個(gè)過(guò)程都是試驗(yàn)現(xiàn)象,采納斜面可以“沖淡”重力的作用,使試驗(yàn)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(yàn)基礎(chǔ),丁過(guò)程是在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)合理的外推得到的結(jié)論,故A、D兩項(xiàng)正確?？键c(diǎn)2伽利略的科學(xué)探討方法4.(江西吉安一中2024期末考試)17世紀(jì)意大利科學(xué)家伽利略在探討落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí),做了聞名的斜面試驗(yàn),其中應(yīng)用到的物理思想方法屬于()。A.等效替代法 B.試驗(yàn)歸納法C.志向試驗(yàn)法 D.限制變量法答案：C解析：由于時(shí)間測(cè)量上的困難,伽利略無(wú)法干脆探討自由落體運(yùn)動(dòng),而是在斜面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上合理外推,最終得到傾角為90°時(shí)小球運(yùn)動(dòng)(自由落體運(yùn)動(dòng))的規(guī)律。所以,在當(dāng)時(shí)并沒有干脆對(duì)落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行試驗(yàn),伽利略所用的物理試驗(yàn)方法屬于志向試驗(yàn)法,C項(xiàng)正確。5.(上海交大附中2024高一檢測(cè))在學(xué)習(xí)物理學(xué)問的同時(shí),還應(yīng)當(dāng)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(shuō),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(duì)于后來(lái)的科學(xué)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(guò)程是()。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)論答案：C解析：伽利略探究物體下落規(guī)律的過(guò)程:先對(duì)亞里士多德對(duì)落體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)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)。從探究過(guò)程來(lái)看,答案應(yīng)是C項(xiàng)。6.(河北唐山一中2024高三質(zhì)量檢測(cè))伽利略在探討自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),做了如下的試驗(yàn):他讓一個(gè)銅球從阻力很小(可忽視不計(jì))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(yàn)伽利略是這樣做的:在斜面上任取三個(gè)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(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3,小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)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(lái)證明小球沿光滑斜面對(duì)下的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的位移不同,末速度肯定不同,故A項(xiàng)錯(cuò)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(lái)證明勻變速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)論,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;由題圖可知,s1-s2>s2-s3,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知,s=12at2,a=2st2,故三次下落中位移與時(shí)間平方的比值肯定為定值,伽利略正是用這一規(guī)律說(shuō)明小球沿光滑斜面下滑為勻變速直線運(yùn)動(dòng),7.(江蘇揚(yáng)州2024高一檢測(cè))對(duì)于落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探討,聞名科學(xué)家伽利略做出了巨大的貢獻(xiàn),回答以下的問題:科學(xué)探究活動(dòng)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(jì)試驗(yàn),進(jìn)行試驗(yàn)與收集證據(jù),分析與論證,評(píng)估,溝通與合作等。伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過(guò)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(diǎn);B.伽利略提出了“落體運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t成正比”的觀點(diǎn);C.為“沖淡”重力,伽利略設(shè)計(jì)用斜面來(lái)探討小球在斜面上運(yùn)動(dòng)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(yīng)數(shù)據(jù);E.伽利略變更斜面的傾角,重復(fù)試驗(yàn),記錄相應(yīng)數(shù)據(jù);F.伽利略對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;G.伽利略將斜面試驗(yàn)得到的結(jié)論推廣到斜面傾角增大到90°時(shí)。(1)與上述過(guò)程中B步驟對(duì)應(yīng)的科學(xué)探究要素是。

答案：猜想與假設(shè)解析：伽利略在事實(shí)沒有驗(yàn)證以前提出的觀點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是猜想與假設(shè)。(2)與上述過(guò)程中F步驟對(duì)應(yīng)的科學(xué)探究要素是。

答案：分析與論證解析：重復(fù)試驗(yàn)找尋到大量數(shù)據(jù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理科學(xué)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(xué)的對(duì)話》一書中,提出猜想:物體沿斜面下滑是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)他還用試驗(yàn)驗(yàn)證了該猜想。某小組依據(jù)伽利略描述的試驗(yàn)方案,設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)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(shí)打開裝置中的閥門,使水箱中的水流到量筒中;②當(dāng)滑塊遇到擋板的同時(shí)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(fù)以上操作;⑤測(cè)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(yàn)利用量筒中收集的水量來(lái)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(shí)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(yùn)動(dòng),位移與時(shí)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(shí)間成正比,所以量筒中收集的水量可以間接測(cè)量時(shí)間,故選C。(2)小組同學(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù),試驗(yàn)正常,你估計(jì)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(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng),位移與時(shí)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(xué)漏填了第3組數(shù)據(jù),試驗(yàn)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