2.1伽利略对落体运动的研究基础巩固-2021-2022学年高一上学期物理沪教版（2019）必修第一册（word 含答案）

2.1伽利略对落体运动的研究基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第一册
一、选择题（共15题）
1．下列关于物理思想方法说法不正确的是（　　）
A．研究地球公转时把地球看成质点是一种理想模型法
B．加速度的定义应用了比值定义法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分很多小段，然后将各小段位移相加，运用了极限法
D．伽利略把实验和逻辑推理和谐的结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
2．在物理学的发展历程中，借助斜面让小球滚下以“冲淡”重力并进行合理外推，得出自由落体运动规律的著名物理学家是（　　）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．开普勒
3．伽利略对运动和力的关系及自由落体运动做了大量的研究，下列说法正确的是
A．伽利略设计的斜面实验，能够完全消除摩擦阻力的影响
B．伽利略在斜面实验的基础上经过推理，得出力不是维持物体运动的原因
C．伽利略在研究自由落体运动时，能够完全消除空气阻力的影响
D．伽利略用“冲淡重力”的方法研究自由落体运动，是为了消除重力的影响
4．关于自由落体运动，下列说法正确的是（　　）
A．伽利略最早通过实验和逻辑推理得出了自由落体运动是匀变速运动
B．自由落体运动的位移与下落时间成正比
C．无风晴天时高处下落的树叶做自由落体运动
D．自由落体的加速度在地球上各处是相等的
5．下列说法不正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．我们有时会用比值法定义一些物理量，如速度、密度及加速度等
C．根据速度定义式，当△t极短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法
D．伽利略通过理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”，用到的物理思想方法属于理想实验法
6．伽利略对运动的研究.把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法图示是他研究自由落体运动规律时设计的斜面实验，关于该实验，下列说法正确的是
A．实验中斜面起到了平衡摩擦力的作用
B．伽利略设想，斜面的倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动
C．伽利略研究发现：斜面倾角一定时，小球的速度与时间的二次方成正比
D．伽利略研究发现：斜面倾角一定时，小球的加速度与小球的质量成正比
7．在物理学发展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是
A．焦耳 B．安培 C．伽利略 D．库仑
8．关于自由落体运动的研究，伽利略在其著作中有如下描述：“在空气中黄金、铅、铜、岩石及其它材料的球之间速度的变化如此微小从50米高下落的黄金球不会超前铜球四指宽。观察到这一点，我得出的结论是：在完全没有阻力的介质中所有的物体以相同的速度下落……”之后伽利略假设小球下落的速度和所用的时间成正比，由于当时实验条件的限制，速度的测量很困难，于是伽利略根据假设推出了一个便于测量的物理量，也就是我们今天所说的“位移”，并通过研究“位移”和时间的关系验证了他的假设。在这个过程中，伽利略描述的这一研究过程主要涉及的科学方法有（　　）
A．等效替代法 B．实验推理法 C．控制变量法 D．微元法
9．关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法中正确的是( )
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．伽利略用小球在斜面上运动“冲淡重力”,验证了运动速度与位移成正比
D．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二次方成正比
10．下列判断中肯定与事实不符的是 （　　）
A．一瓶矿泉水的质量约为380 g B．教室里的课桌高约为760mm
C．一光年大约是 365 天的时间 D．树叶从 5m 高的树枝落到地上的时间约为 3s
11．最先创造性地研究自由落体运动并得出正确结论的科学家是
A． B． C． D．
12．伽利略用实验验证v∝t的最大困难是
A．不能很准确地测定下落的距离 B．不能测出下落物体的瞬时速度
C．当时没有测量时间的仪器 D．当时没有记录落体运动的数码相机
13．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，下列有关说法中错误的是（　　）
A．伽利略的研究思路可概括为提出问题-假设（猜想）-数学推理-合理外推-得出结论
B．当时没有精确测量瞬时速度的工具，伽利略利用ⅹ∝t2替代ⅴ∝t解决了这个困难
C．当时没有精确的计时仪器，伽利略利用斜面实验，冲淡重力的作用，解决了这个困难
D．伽利略为了研究自由落体运动建立了平均速度、瞬时速度、加速度等概念
14．伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学家具有重大的启蒙作用，至今仍具有重要意义．下列哪个过程是伽利略对物体下落规律的探究过程（ ）
A．问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
B．猜想——问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论
C．问题——猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论
D．猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
15．下面关于质点和理想实验的叙述中正确的是（ ）
A．质点和理想实验都是虚幻的，所以，引入这两个概念没有多大意义
B．只有体积很小的物体才能看作质点
C．理想实验是想象出来的，没有实验基础
D．质点和理想实验都抓住了客观事实的主要因素忽略了次要因素，是科学的研究方法
二、填空题（共4题）
16．两千多年前的_________认为越重的物体下落得越快．
17．意大利著名物理学家________开创了科学实验之先河，奠定了现代物理学的基础，他在研究自由落体运动时做了上百次的铜球沿斜面运动的实验，下图是实验示意图，他设想：若斜面的倾角越接近90°，则小球从静止开始沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，若发现斜面上的小球都做___________运动，则由此可以外推出自由落体运动也是_________运动．最终的实验很好地证明了他的设想是正确的。
18．历史上有学者认为：物体越重，下落得越快．伽利略等一些物理学家提出了质疑，伽利略通过大量实验来验证自己的观点，他提出的新的观点是_____________________．在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球，玻璃球先于羽毛到达地面，这主要是因为_____________________________； 在一高塔顶端同时释放大小相同的实心铁球和空心铁球，两球几乎同时落地，这是因为____________________________．
19．物理学家于2002年9月评出十个最“美”的物理实验，这种“美”是一种经验概念：最简单的仪器和设备，最根本、最单纯的科学结论.其实，科学美蕴藏于各学科的实验之中，有待于我们在学习过程中不断地感悟和发现.伽利略的自由落体实验和加速度实验均被评为最“美”的实验.在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球运动的路程与时间的关系．亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，而伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比．请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用、速度用、加速度用、时间用表示），亚里士多德的预言：_______：伽利略的结论：_________.伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素．在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验，目的是减小铜球运动过程中__________，同时抓住__________这一主要因素.
三、综合题（共4题）
20．历史上，对于伽利略用斜面实验验证有许多争议。人们认为，他的时间测量不够准确；斜面上的小球是滚下来的，而做落体运动的小球没有滚动。你认为伽利略的实验还存在哪些问题？请提出来并加以讨论。
21．列举你进入高中后，在高中物理《必修一》教材前两章中学习到的物理思想或物理方法，举例说明在学习什么知识点时用到了这些思想或方法，并分别对它们的含义做简洁的说明。
22．古代学者认为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的，物体越重，下落得越快，古希腊哲学家亚里士多德最早阐述了这种看法；但是这种从表面上的观察得出的结论实际是错误的．伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理，巧妙地揭示了亚里士多德的理论内容包含的矛盾．他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大，假定大石头下落速度为8，小石头下落的速度为4，当我们把石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果整体系统的下落速度应该小于8．但是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，根据亚里士多德的理论，整个系统的下落速度应该大于8．这样就使得亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地．伽利略由此推断重的物体不会比轻的物体下落得快。
（1）根据伽利略的推理方法，假设用两块同样重的石头为研究对象，你又如何推翻亚里士多德的结论呢？（回答应简明）
（2）用重力公式及牛顿第二定律又如何推翻亚里士多德的结论呢？
23．对于做落体运动的小球的频闪照片（如图），下列说法正确吗？为什么？
（1）球在下段时的速度大于在上段时的速度。
（2）这是一个做落体运动的球的运动轨迹。
参考答案
1．C
2．B
3．B
4．A
5．A
6．B
7．C
8．B
9．D
10．C
11．B
12．B
13．A
14．C
15．D
16．亚里士多德
17．伽利略 （初速度为零的）匀加速直线 （初速度为零的）匀加速直线
18．物体下落快慢与质量无关； 羽毛所受阻力较大（合外力较小），产生的加速度较小，运动时间较长； 两物体的加速度（运动时间）相同．
19． 摩擦阻力 重力
20．
实验的缺点还在于这是一个理想实验，“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准。
21．理想模型法；比值定义法；极限思想；微元法（微积分思想）；理想实验法。说明略。
22．
(1)设两块同样重的石头的速度都是v，当我们把石头拴在一起时，由于原来快慢相同，所以两块石头不会互相牵拉，这样各自应保持原来的速度，即它们的速度还应该是v．但两块石头拴在一起重量变为原来的2倍，根据亚里士多德的理论，整个系统的下落速度应该大于v。这样就使得亚里 士多德的理论陷入了自相矛盾的境地，从而推翻了这个理论。
(2)设下落物体的质量为m，则重力
由牛顿第二定律
若下落物体只受重力，则
得
即不论物体的质量大小是否相同，在重力作用下的加速度都相同，相同位移所用的时间相同，即轻重物体下落的一样快，从而推翻了亚里士多德的理论。
23．（1）正确 ；（2）不正确