2.1伽利略对落体运动的研究 同步练习（Word版含答案）

2.1伽利略对落体运动的研究同步练习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．竖直放置的玻璃管内有一根羽毛和一枚铜钱．现将玻璃管迅速翻转180°，如图所示，在玻璃管内是真空和非真空两种情形下，可以观察到羽毛和铜钱（　　）
A．都同时落到底部
B．都不同时落到底部
C．只有真空情形下，才同时落到底部
D．只有非真空情形下，才同时落到底部
2．将实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法的科学家是（　　）
A．爱因斯坦 B．牛顿 C．伽利略 D．亚里士多德
3．最先得出重物与轻物应该下落同样快结论的是下列哪位科学家（　　）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．爱因斯坦
4．伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是( )
A．提出假设，实验检验
B．数学推理，实验检验
C．实验检验，数学推理
D．实验检验，合理外推
5．最早把实验和逻辑推理和谐地结合起来对自由落体运动进行科学研究的科学家是（ ）
A．伽利略 B．胡克 C．牛顿 D．亚里士多德
6．关于自由落体运动的描述，下列叙述符合史实的是
A．伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
B．伽利略认为物体越重，下落得越快
C．亚里士多德认为如果没有空气阻力，重物与轻物应该下落得同样快
D．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
7．爱因斯坦对于伽利略的工作给予了高度的评价：伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开始。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，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是（ ）
A．当时年代，甲、乙、丙、丁四个图都可以通过实验完成
B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理外推得到的结论
C．运用甲图实验，可“冲淡”重力的作用，更方便进行实验测量
D．运用丁图实验，可“放大”重力的作用，从而使实验现象更明显
8．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
9．伽利略研究变速运动规律时做了著名的“斜面实验”：他测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比，增大斜面倾角，该规律仍然成立．于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论(　　)
A．自由落体运动是一种匀变速直线运动
B．力是使物体产生加速度的原因
C．力不是维持物体运动的原因
D．物体具有保持原来运动状态的惯性
10．伽利略曾通过做“铜球沿斜面运动的实验”来研究自由落体运动。关于该实验的相关描述正确的是（　　）
A．质量大的铜球沿斜面向下运动的加速度比质量小的铜球大
B．铜球沿斜面向下做匀加速运动，加速度与斜面倾角有关而与铜球的质量无关
C．铜球在斜面上的运动与自由落体运动完全相同
D．通过做“铜球沿斜面运动的实验”不可能了解到自由落体运动的特点
11．下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中不正确的是（　　）
A．用质点来代替实际物体的研究方法叫理想化物理模型法
B．利用v-t图像推导匀变速直线运动位移公式的方法是微元法
C．伽利略研究自由落体运动时，利用斜面进行实验，“冲淡”重力的作用，使得测量位移更容易
D．伽利略首先建立了速度、瞬时速度、加速度的概念
12．伽利略猜想落体的速度应该是均匀变化的。为验证自己的猜想，他做了“斜面实验”，如图所示。发现静止释放的铜球在斜面上运动的位移与时间的平方成正比。改变球的质量或增大斜面倾角，上述规律依然成立。于是，他外推到倾角为90°的情况，得出落体运动的规律，结合以上信息，判断下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律时为了便于测量时间
B．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律时为了便于测量加速度
C．静止释放的铜球运动的速度与位移成正比
D．静止释放的铜球运动的速度与时间的平方成正比
13．在学习物理知识的同时，还应当注意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，至今仍然具有重要意义．请你回顾伽利略探究物体下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程（ ）
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
14．伽利略对自由落体运动的研究中，经历了提出问题、科学猜想、数学推理、实验证明、合理外推、得出结论一系列过程。其中在实验验证过程中，他让一个铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力,“冲淡”重力的目的是（　　）
A．减小重力 B．增加运动时间
C．增大运动速度 D．便于测量运动位移
15．下列历史人物中，哪个给出了物理学正确的研究方法（实验观察+逻辑推理），他的工作标志着物理学的真正开端（ ）
A．伽利略 B．亚里士多德 C．牛顿 D．爱因斯坦
二、填空题（共4题）
16．绵延两千年的错误：亚里士多德根据平常观察到的落体现象得出了结论：_____的物体比_____的物体下落得快，这一结论在其后两千年的时间里，被人们奉为经典．
17．提出轻重物体下落一样快的物理学家是______。
18．在历史上关于重物和轻物坠落哪个快的问题，亚里斯多德和伽利略有不同的观点。如图所示的实验中，两端封闭的玻璃管称为“牛顿管”，将一个硬币和一根羽毛放在牛顿管中，让它们同时下落，如果在玻璃管中充满空气时，发现__________下落得更快。将玻璃管抽真空后重做实验，观察到的实验现象______。这个实验结论证明了________________（亚里斯多德、伽利略）的观点是正确的。
19．伽利略在研究自由落体运动规律时做了著名的斜面实验，实验中他将接近光滑的直木板槽倾斜固定，让铜球从木板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，研究铜球的运动路程s和时间t的关系，伽利略得到的结论是s∝_____，若将此实验结论做合理外推，也可适用于自由落体运动，其原因是铜球在斜面上运动的加速度_____．
A．与铜球质量成正比
B．与斜面倾角成正比
C．随斜面倾角的增大而增大
D．不随斜面倾角的变化而变化
三、综合题（共4题）
20．几十年来，学语文课文《两个铁球同时着地》让我们记住了伽利略，知道他为驳倒亚里士多德的经典理论，做了著名的“比萨斜塔铁球实验”。2012年，在中国人编写的一本名为《伽利略：自然科学之父》的书中说：“……伽利略进入公共广场，满怀兴奋，不时停下来，用他那双漂亮的眼睛注视三幢出类超群的建筑物……比萨斜塔底下站着一大群学生，高声谈笑，好像是来看赛鸡表演似的，而不是参加一个庄严的科学实验示范……但是现在却有人提出这个故事并不真实。那你觉得伽利略两个铁球同时落地的故事真实么？请你写出推理依据。
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．把一张纸片和一个硬币同时释放下落，哪个落得快？再把纸片捏成一个很紧的纸团，和硬币同时释放，下落快慢有什么变化？怎样解释这个现象？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．A
5．A
6．A
7．C
8．A
9．A
10．B
11．C
12．A
13．C
14．B
15．A
16． 重， 轻
17．伽利略
18． 硬币 硬币和羽毛同时下落 伽利略
19． C
20．这个故事并不真实发生
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．
把一张纸片和一个硬币同时释放下落，由于纸片受到的空气阻力较大，可知硬币先落地；再把纸片捏成一个很紧的纸团，和硬币同时释放，由于受到的阻力都较小，几乎同时落地；若消除空气阻力，硬币和纸片都做自由落体运动，同时释放，将同时落地。
答案第1页，共2页