2.5 自由落体运动 2.6 伽利略对自由落体运动的研究 新人教版必修1

2.6 伽利略对自由落体运动的研究
课时自测·基础达标
1.(2018·运城高一检测)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.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,但没有直接用实验进行验证
C.伽利略只是通过数学推演并没有用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比
D.伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来
【解析】选D。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,伽利略认为在同一地点,重的物体和轻的物体下落快慢相同,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,并未直接进行验证,而是在斜面实验的基础上的理想化推理,故B、C项错误,D项正确。
【补偿训练】
1.(2018·武汉高一检测)下列关于自由落体运动叙述符合史实的是 (　　)
A.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
B.牛顿首先发现了亚里士多徳的观点有自相矛盾的地方
C.古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落快慢与质量无关
D.伽利略认为,如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快
【解析】选D。伽利略没有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,而是将斜面实验进行外推间接得出的实验结果,故A项错误;伽利略通过逻辑推理发现了发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方,故B项错误;亚里士多德认为物体越重,下落得越快,伽利略认为物体下落快慢与质量无关,故C项错误;伽利略认为如果没有空气阻力,重物与轻物应该下落得同样快,故D项正确。
2.(2018·浏阳高一检测)关于伽俐略对自由落体运动的研究,下列哪个过程是他的探究过程 (　　)
A.猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
B.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.问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
【解析】选C。伽利略在研究物体下落规律时,首先是提出问题即对亚里士多德的观点提出疑问,然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动,而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的,接着进行了实验,伽利略对实验结果进行数学推理,然后进行合理的外推得出结论,故A、B、D项错误,C项正确。
2.关于自由落体运动,下列说法中正确的是 (　　)
A.在空气中不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
C.质量大的物体,受到的重力大,落到地面时的速度也一定很大
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
【解析】选D。自由落体运动的特点是初速度为零,仅受重力。不受空气阻力的运动不一定是自由落体运动,故A项错误;做自由落体运动的物体仅受重力,故B项错误;不管轻重如何,物体自由下落的加速度相等,故C项错误;自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,故D项正确。
【补偿训练】
1.(2018·渝中区高一检测)每年的农历八月十八前后,都是钱塘潮的最佳观赏期,2017年10月7日,号称“天下第一潮”的钱塘江大潮如约而至,冲天而起的回头潮浪高接近20 m,由此可以估算出回头潮前来的速度大小约为 (　　)
A.5 m/s　　B.20 m/s　　C.30 m/s　　D.50 m/s
【解析】选B。回头潮遇到障碍后,水平方向的速度转化为竖直方向的速度,水滴做竖直上抛运动,最高点的末速等于0,根据公式:2gh=v2-0
所以v== m/s=20 m/s,可知回头潮的速度约为20 m/s,故B项正确,A、C、D项错误。
2.从塔顶由静止释放一个小球A的时刻为计时零点,t0时刻又在与A球t0时刻所在位置的同一水平高度,由静止释放小球B,若两球都只受重力作用,设小球B下落时间为t,在A、B两球落地前,A、B两球之间的竖直距离为Δx,则 -t的图线为 (　　)
【解析】选B。两球释放后都做自由落体运动,B球释放时,A球的速度vA=gt0,B释放t时间时,AB两球之间的距离Δx=vAt+gt2-gt2=gt0t,则=gt0,所以-t0的图线为一条过原点倾斜的直线,斜率为g,故B项正确。
3.(2018·湛江高一检测)某同学用如图甲所示装置测量自由落体加速度g,得到如图乙所示的一段纸带,测得AB=7.65 cm,BC=9.17 cm。已知交流电频率为50 Hz,则打B点时重物的瞬时速度为_________ m/s,测得的自由落体加速度g=_____
______ m/s2,(答案都保留3位有效数字)它比公认的值偏_______(选填“大”或“小”),可能的原因有______________　。
【解析】时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度为vB==×
10-2 m/s=2.10 m/s
根据匀变速直线运动的推论有
g==×10-2 m/s2=9.50 m/s2
由于纸带与打点计时器的摩擦阻力及空气阻力的作用,计算出的值比公认的值要偏小一些。
答案:2.10　9.50　小　空气阻力、打点计时器对纸带的摩擦力
4.(2018·武汉高一检测)在离地面7.2 m处,手提2.2 m长的绳子的上端如图所示,在绳子的上下两端各拴一小球,放手后小球自由下落(绳子的质量不计,球的大小可忽略,g取10 m/s2)求:
(1)两小球落地时间相差多少?
(2)B球落地时A球的速度多大?
【解析】(1)对A球,根据h1=g得
t1==s=1.2 s,
对B球,根据h2=g得t2==s=1 s,
则两小球落地的时间差为Δt=t1-t2=1.2 s-1 s=0.2 s。
(2)B球落地的时间为1 s,此时A球的速度为
vA=gt2=10×1 m/s=10 m/s。
答案:(1)0.2 s　(2)10 m/s
【补偿训练】
　　(2018·赣州高一检测)如图所示,悬挂的直杆AB长为a,在B端下方距离为h处,有一长为b的无底圆筒CD,若将悬线剪断,求:整个直杆AB穿过圆筒的时间是多少?
【解析】B端自由下落h高度到达C处的时间为t1,根据运动学公式:h=g
解得:t1=
A端运动到D点的时间为t2,根据运动学公式
a+h+b=g
解得:t2=
所以整个直杆AB穿过圆筒的时间为
Δt=t2-t1=
答案: