物理：高一物理必修一《25伽利略对自由落体运动的研究》导学案（含章末测试，含答案）

第二章 匀变速直线运动的研究
第5节 伽利略对自由落体运动的研究
章末练习
班级 学号 姓名__________
【课程学习目标】：
1．了解伽利略研究自由落体运动的实验过程，领会伽利略在研究过程中使用的一些科学思维方法。
2．通过历史回顾，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的重要作用。
3．章末练习，巩固知识点。
【课堂导学】：
1．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。
2．逻辑的力量
（1）伽利略利用逻辑推理的方法对亚里士多德的论断进行了推断，得出了__________的结论，使亚里士多德的理论陷入了困境；
（2）伽利略对落体现象提出了一种新的观点：重物与轻物下落得__________。
3．伽利略的猜想与假说
（1）运动性质的猜想与假设
伽利略认为，自由落体运动是一种最简单的变速运动，他设想，最简单的变速运动的速度应该是___________的，由此，他提出了自由落体运动是______________运动的假说。
（2）速度均匀变化的猜想与假设
对于速度的均匀变化，他考虑了两种可能：一种是速度的变化对_______来说是均匀的，即经过相等的______，速度的变化相等；另一种是速度的变化对_______来说是均匀的，即经过相等的_______，速度的变化相等；
4．伽利略的实验与推理
（1）实验验证：伽利略让铜球在近似光滑的斜面上滚下进行实验，验证了铜球通过的位移与所用时间的关系为_________，同时说明了物体在光滑斜面上的运动是_______________运动；
（2）将斜面倾角外推到90°，此时物体做自由落体运动，从而说明自由落体运动是_______________运动。
【达标检测】
1．亚里士多德的命题“重的物体下落快，轻的物体下落慢”失误的根源在于他（ ）
A．不注意观察自然现象 B．对此没有做深刻的逻辑思辨
C．对此没有进行科学实验 D．对此没有进行归纳和总结
2．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
3．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．其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论
B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论
C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
4．在学习物理知识的同时，还应当十分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俐略的探究过程（ ）
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
【章末练习】：
1．一质点做直线运动，其速度随时间变化的函数关系式为v=kt，其中k=0.3m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．质点做匀速直线运动 B．质点单位时间内速度的变化量大小是0.3m/s
C．质点做匀加速直线运动 D．质点的初速度为0.3m/s
2．做匀加速直线运动的质点，运动了一定时间，下列说法正确的是（ ）
A．它的初速度越大，通过的位移一定越大
B．它的加速度越大，通过的位移一定越大
C．它的末速度越大，通过的位移一定越大
D．它的平均速度越大，通过的位移一定越大
3．如图所示，甲、乙、丙、丁是以时间为横轴的匀变速直线运动的图象，下列说法正确的是（ ）
A．甲是a-t图象 B．乙是x-t图象
C．丙是x-t图象 D．丁是v-t图象
4．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．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上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运动验证了运动速度与位移成正比
5．一物体在水平地面上做匀变速直线运动，若已知物体在第1秒末的速度大小为8.0m/s，在第3秒末的速度大小为2.0m/s，则下列说法正确的是（ ??）? A．物体的加速度大小一定为3.0m/s2?? B．物体的加速度大小可能为5.0m/s2??? C．物体在第3秒内的位移大小一定为3.5m????D．物体在第3秒内的位移大小可能是0.5m
6．一辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开往乙地，汽车先做匀加速运动，接着做匀减速运动，开到乙地刚好停止，其v-t图象如图所示，那么0~t0和t0~3t0两段时间内下列说法正确的是（ ）
①加速度大小之比为3∶1 ②位移大小之比为1∶2
③平均速度大小之比为2∶1 ④平均速度大小之比为1∶1
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
7．下图是甲、乙两物体做直线运动的v-t图象，下列表述正确的是（ ）
A．乙做匀加速直线运动 B．0~1s内甲和乙的位移相等
C．甲和乙的加速度方向相同 D．甲的加速度比乙的小
8．一质点沿直线运动时的v-t图象如图所示，则以下说法正确的是（ ）
A．第1ｓ末质点离原点最远 B．第2ｓ末质点的运动方向改变
C．第4ｓ末质点的加速度方向改变 D．第3ｓ末和第5ｓ末质点的位置相同
9．一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动。开始刹车后的第1s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m，则刹车后6 s内的位移是(　　)
A．20 m　　　　　B．24 m C．25 m D．75 m
10．物体第1s内由静止向右做加速度为1m/s2的匀加速直线运动，第2s内的加速度方向向左，大小不变，以后每隔1s加速度方向都改变一次，但大小不变，则1min后物体在（ ）
A．原位置 B．原位置左0.5m C．原位置右0.5m D．原位置右30m
11．一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下，某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB，该爱好者用直尺量出轨迹的长度，如图所示。已知曝光时间为0.001s，则小石子出发点离A点约为（ ）
A．6.5 cm B．10 m C．20 m D．45 m
12．如图所示，以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2，此路段允许行驶的最大速度为12.5 m/s，下列说法中正确的有（ ）
A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线
B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速
C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线
D．如果距停车线5 m处减速，汽车能停在停车线处
13．小球从空中自由下落，与水平地面第一次相碰后弹到空中某一高度，其速度随时间变化的关系如图所示，则小球下落过程的最大速度为______m/s，小球第一次反弹后的速度大小为______m/s ，小球撞地时速度的改变量为______m/s ，小球开始下落的位置离地面高度为______m，0~0.8s内小球运动的路程为______m
14．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到一条如图所示的纸带，选取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点。每相邻两个计数点间还有四个打印点未画出，测得相邻计数点间的距离依次为S1＝1.40cm，S2＝1.90cm，S3＝2.38cm，S4＝2.88cm，S5＝3.39cm，S6＝3.87cm。
（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1＝_____m/s，v2＝_______m/s，v3＝______m/s，v4＝_____m/s，v5＝______m/s。
（2）在图中作出v-t图象，并由图象求出小车的加速度a＝______m/s2。
15．从斜面上某一位置每隔0.1s释放一个相同的小球，在连续释放几个后，对在斜面上滚动的小球拍下照片，如图所示。测得AB=15cm，BC=20cm。 求：
（1）小球运动的加速度；
（2）拍片时B球的速度；
（3）拍片时C、D两球相距多远？
（4）在A球上面滚动的小球还有几个？
16．“10米折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质，测定时，在平直跑道上，受试者以站立式起跑姿势站在起点(终点)线前，听到起跑的口令后，全力跑向正前方10米处的折返线，测试员同时开始计时。受试者到达折返线处，用手触摸折返线处的物体(如木箱)后，再转身跑向起点(终点)线，当胸部到达起点(终点)线的垂直面时，测试员停止计时，所用时间即为“10米折返跑”的成绩，如图所示。设受试者起跑的加速度为4 m/s2，运动过程中的最大速度为4 m/s，快到达折返线处时需减速到零，减速时的加速度为8 m/s2，返回时达到最大速度后不需要减速，保持最大速度冲线，求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少？
第二章 匀变速直线运动的研究
章末练习
参考答案
【课堂导学】：
1．重 轻
2．（1）互相矛盾
（2）同样快
3．（1）均匀变化 匀变速直线
（2）时间 时间 位移 位移
4．（1）x∝t2 匀加速直线
（2）匀加速直线
【达标检测】
1．B C
2．B
3．A C
4．C
【章末练习】：
1．B C
2．D
3．C
4．C
5．B D
6．D
7．A
8．B D
9．C
10．D
11．C
12．A C
13．3 5 3 -8 1.25 1.7
14．（1）v1＝0.165m/s，v2＝0.214m/s，v3＝0.263m/s，v4＝0.314m/s，v5＝0.363m/s.
（2）a＝0.5m/s2。
15．（1）由，得小球的加速度为
（2）B点速度等于AC段的平均速度
（3）匀变速直线运动相邻相等时间内的位移差恒定，即xCD - xBC= xBC - xAB,
所以xCD=2xBC－xAB=0.25m
（4）由vB=vA+at 得vA=vB-at=1.25m/s
所以A球运动的时间为tA==0.25s
故A球上方正滚动的小球还有两个
16．对受试者，由起点(终点)线向折返线运动的过程中
加速阶段：t1＝＝1 s；s1＝vmaxt1＝2 m
减速阶段：t3＝＝0.5 s；s3＝vmaxt3＝1 m
匀速阶段：t2＝＝1.75 s
由折返线向起点(终点)线运动的过程中
加速阶段：t4＝＝1 s；s4＝vmaxt4＝2 m
匀速阶段：t5＝＝2 s
受试者“10米折返跑”的成绩为：
t＝t1＋t2＋t3＋t4＋t5＝6.25 s.