1、新20版练B1物理人教2.4.2伽利略对自由落体运动的研究第二章 匀变速直线运动的研究第4节 自由落体运动课时2 伽利略对自由落体运动的研究考点1伽利略对自由落体运动的研究1.(陕西西安2019高一检测)落体运动是司空见惯的,但人类对它的认识却经历了差不多两千年的时间。是什么因素决定物体下落的快慢呢?亚里士多德的论断是物体下落的快慢由它们的重量决定。他的这一论断一直被人们奉为经典,后来推翻了他的论断的是()。A.牛顿B.伽利略C.爱因斯坦D.哥白尼答案：B解析：推翻了亚里士多德的这一论断的是伽利略,B项正确。2.(福建漳州2019高一月考)关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法正确的是()。
2、A.伽利略认为,在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同B.伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证C.伽利略通过数学推演并用小球在斜面上的运动验证了位移与时间的平方成正比D.伽利略用小球在斜面上的运动验证了运动速度与位移成正比答案：C解析：亚里士多德认为,在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同,故A项错误;伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并未直接用实验进行验证,而是在斜面实验的基础上进行理想化推理,故B项错误;伽利略通过数学推演并用小球在斜面上的运动验证了位移与时间的平方成正比,故C项正确,D项错误。3.(云南昆明一中2018期末考试)(多选)如图2-4-4
3、大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程,以下对此过程的分析,正确的是()。图2-4-4A.其中甲、乙、丙过程是实验现象,丁过程是经过合理的外推得出的结论B.其中丁过程是实验现象,甲、乙、丙过程是经过合理的外推得出的结论C.运用丁过程的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显D.运用甲过程的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显答案：AD解析：因为物体下落得太快,伽利略无法测量物体自由下落的时间,为了使物体运动速度变慢,伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个过程都是实验现象,采用斜面可以“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显。采用不同倾角的斜面,是为了观察其规律
4、性,形成外推的实验基础,丁过程是在此基础上经过合理的外推得到的结论,故A、D两项正确。考点2伽利略的科学研究方法4.(江西吉安一中2018期末考试)17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时,做了著名的斜面实验,其中应用到的物理思想方法属于()。A.等效替代法B.实验归纳法C.理想实验法D.控制变量法答案：C解析：由于时间测量上的困难,伽利略无法直接研究自由落体运动,而是在斜面实验的基础上合理外推,最终得到倾角为90时小球运动(自由落体运动)的规律。所以,在当时并没有直接对落体运动进行实验,伽利略所用的物理实验方法属于理想实验法,C项正确。5.(上海交大附中2019高一检测)在学习物理知
5、识的同时,还应当学习物理学研究问题的思想和方法,从一定意义上说,后一点甚至更重要。伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用,至今仍具有重要的意义。伽利略探究物体下落规律的过程是()。A.猜想问题数学推理实验验证合理外推得出结论B.问题猜想实验验证数学推理合理外推得出结论C.问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论D.猜想问题实验验证数学推理合理外推得出结论答案：C解析：伽利略探究物体下落规律的过程:先对亚里士多德对落体运动的结论提出质疑大小石块捆在一起下落得出矛盾的结论;猜想下落的运动是最简单的运动,速度与时间成正比;数学推理如果vt,则有xt2;实验验证设计出斜面实
6、验并进行研究,得出光滑斜面上滑下的物体的规律xt2;合理外推将光滑斜面上滑下的物体的规律xt2推广到落体运动。从探究过程来看,答案应是C项。6.(河北唐山一中2018高三质量检测)伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,并且做了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的:在斜面上任取三个位置A、B、C,让小球分别由A、B、C滚下,如图2-4-5所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1、v2、v3,则下列关系式中正
7、确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是()。图2-4-5A.v12=v22 =v32B.v1t1=v2t2=v3t3C.s1-s2=s2-s3D.s1t12=s2t22=s3t32答案：D解析：小球在斜面上三次运动的位移不同,末速度一定不同,故A项错误;由v=at可得,a=vt,三次下落中的加速度相同,故公式正确,但不是伽利略用来证明匀变速直线运动的结论,故B项错误;由题图可知,s1-s2s2-s3,故C项错误;由运动学公式可知,s=12at2,a=2st2,故三次下落中位移与时间平方的比值一定为定值,伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动,故D
8、项正确。故选D。7.(江苏扬州2019高一检测)对于落体运动规律的研究,著名科学家伽利略做出了巨大的贡献,回答以下的问题:科学探究活动通常包括以下要素:提出问题,猜想与假设,制订计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作等。伽利略对落体运动规律的探究过程如下:A.伽利略依靠逻辑的力量推翻了亚里士多德的观点;B.伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点;C.为“冲淡”重力,伽利略设计用斜面来研究小球在斜面上运动的情况;D.伽利略换用不同质量小球,沿同一斜面从不同位置由静止释放,并记录相应数据;E.伽利略改变斜面的倾角,重复实验,记录相应数据;F.伽利略对实验数据
9、进行分析;G.伽利略将斜面实验得到的结论推广到斜面倾角增大到90时。(1)与上述过程中B步骤对应的科学探究要素是。答案：猜想与假设解析：伽利略在事实没有验证以前提出的观点应该是猜想与假设。(2)与上述过程中F步骤对应的科学探究要素是。答案：分析与论证解析：重复实验寻找到大量数据,对数据进行合理科学地分析得出正确的结论,属于分析与论证。8.(浙江绍兴2019调研)伽利略在两种新科学的对话一书中,提出猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还用实验验证了该猜想。某小组依据伽利略描述的实验方案,设计了如图2-4-6所示的装置,探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。实验操作步骤如下:图2-4
10、-6让滑块从离挡板某一距离s处由静止沿某一倾角为的斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水流均匀稳定);记录下量筒收集的水量V;改变滑块起始位置离挡板的距离,重复以上操作;测得的数据见表格。次数123456s(m)4.53.93.02.11.50.9V(mL)9084625240(1)该实验利用量筒中收集的水量来表示()。A.水箱中水的体积B.水从水箱中流出的速度C.滑块下滑的时间D.滑块下滑的位移答案：C解析：关于初速度为零的匀变速运动,位移与时间的二次方成正比,由于水是均匀稳定地流出,水的体积和时间成正比,所以量筒中收集的水量可以间接测
11、量时间,故选C。(2)小组同学漏填了第3组数据,实验正常,你估计这组水量V=mL;若保持倾角不变,增大滑块质量,则相同的s,水量V将(填“增大”“不变”或“减小”);若保持滑块质量不变,增大倾角,则相同的s,水量V将(填“增大”“不变”或“减小”)。答案：74 不变减小解析：该运动是匀变速直线运动,位移与时间的二次方成正比,即位移与水的体积的二次方成正比。小组同学漏填了第3组数据,实验正常,这组水量V=74 mL。若保持倾角不变,增大滑块质量,物体的加速度不变,则相同的s,水量V将不变;若保持滑块质量不变,增大倾角,加速度将增大,则相同的s,时间减少,水量V将减小。(3)下面说法中不属于该实验误差来源的是()。A.水从水箱中流出不够稳定B.滑块开始下滑和开始流水不同步C.选用的斜面不够光滑D.选用了内径较大的量筒答案：C解析：本实验误差的主要来源有:水从水箱中流出不够稳定,距离测量的不准确,滑块开始下滑和开始流水不同步,选用了内径较大的量筒等,故选C。
