2018-2019学年高一物理人教版必修1同步练习：伽利略对自由落体运动的研究

2018-2019学年高一物理人教版必修1同步练习
（11）伽利略对自由落体运动的研究
一、单选题
1.物理学发展史上,首先把实验和逻辑推理和谐结合起来的科学家是(???)
A.亚里士多德?????B.伽利略?????C.牛顿???????D.法拉第
2.伽利略的理想实验证明了(?? )
A.要物体运动必须有力作用,没有力作用物体将静止B.要物体静止必须有力作用,没有力作用物体就运动C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态D.物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动或静止状态
3.关于伽利略对自由落体运动的研究,以下说法正确的是(?? )
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
4.伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的科学方法,这就是(? ?)
A.对自然现象进行总结归纳的方法B.用科学实验进行探究的方法C.对自然现象进行总结归纳,并用实验进行验证的方法D.抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法
5.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
6.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,下列正确的是(? ?)
A.伽利略认为自由落体运动的速度是均匀变化的,这是他用实验直接进行了验证的B.其中丁图是实验现象,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
7.伽利略在1604年的斜面实验中曾经记录了物体沿斜面下滑时,下滑时间(表中第二列)与下滑距离(表中第三列)的数据如下表所示,表中第一列数据是伽利略分析实验数据时添加的。根据表中数据,伽利略可以得出的结论是(?? )
1
1
32
4
2
130
9
3
298
16
4
526
25
5
824
36
6
1192
49
7
1600
64
8
2104
A.没有外力时物体将做直线运动B.物体的惯性可以用质量来量度C.物体下滑的加速度越来越大D.物体下滑的距离与时间的平方成正比
8.伽利略在对自由落体运动的研究过程中,开创了如图所示的一套科学研究方法,其中方框2和方框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
9.一位同学在探究影响落体运动的因素时,设计了如下四个小实验:
实验(1):让一张纸片和一枚硬币同时从同一高度落下;
实验(2):让两张相同纸片,一张揉成一团,一张摊开,同时从同一高度落下;
实验(3):让小纸团与硬币同时从同一高度落下;
实验(4):在抽真空的玻璃管中,让小纸片、小纸团、小硬币同时从同一高度落下;
对上述四个实验,下列说法正确的是(???)
A.(1)中硬币与纸片同时着地B.(2)中两者同时着地C.(3)中硬币先着地D.(4)中三者同时着地
10.伽利略以前的学者认为,物体越重,下落越快。伽利略等一些物理学家否定了这种看法,回答下列问题。
1.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(?? )
A.它们的质量不等B.它们的密度不等C.它们的材料不同D.它们所受的空气阻力不等
2.在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球,下列说法中正确的是(?? )
①它们所受的空气阻力不等
②它们的加速度相等
③它们落地的速度不等?
④它们下落的时间相等
A.①③B.②④C.只有②D.只有③
11.伽利略通过斜面实验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,伽利略将铜球从斜面的不同位置由静止下滑,下表是实验中记录的一组下滑距离与所用时间的数据,进行分析可以得出的结论是(?? )
时间
1
2
3
4
5
6
7
8
距离
32
130
298
526
824
1192
1600
2104
A.B.C.D.
二、多选题
12.伽利略在研究自由落体运动时,设计了如图所示的斜面实验.下列哪些方法是他在这个实验中采用过的(?? )
A.用水钟计时B.用打点计时器打出纸带进行数据分析C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的的比值的大小D.将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动
13.如图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(?? )
A.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
14.伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”,对于这个研究过程,下列说法正确的是(? ?)
A.斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量B.斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程C.通过对斜面实验的观察与计算,直接得到落体运动的规律D.根据斜面实验结论进行合理的外推,得到落体的运动规律
15.关于伽利略对自由落体运动的研究经历了:
①发现问题:伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。
②提出假设:伽利略认为,忽略空气阻力,任何落体运动应该一样,它的速度的变化对时间来说应该是均匀的。
③数学推理:伽利略通过数学运算得出物体通过的位移s应该与t2成正比。
④实验验证:为了便于测量时间,伽利略设法用斜面做实验,发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移s确实与t2成正比。
⑤合理外推:伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推,当斜面的倾角达到900时,小球就做自由落体运动,所以自由落体运动为匀加速直线运动。
则下列叙述正确的是(? ?)
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.伽利略把实验和逻辑推理和谐地结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法C.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D.伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
三、实验题
16.理想实验是把可靠的事实和理论思维结合起来,能更深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个如图所示的理想斜面实验,以下是关于此实验的步骤内容,其中有一个是经验事实,其余是推论。①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面。③如果没有摩擦,小球将上升到释放的高度。④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面做持续的匀速运动。
1.请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列__________。(只要填写顺序即可)2.在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论,下列关于事实和推论的分类正确的是(?? )A.①是事实,②③④是推论B.②是事实,①③④是推论C.③是事实,①②④是推论D.④是事实,①②③是推论
参考答案

一、单选题
1.答案：B
解析：
2.答案：D
解析：
3.答案：C
解析：试题分析:伽利略认为在同一地点,重的物体和轻的物体下落快慢是相同的,A错;本实验并没有用试验得到验证,B错;伽利略用小球在斜面上运动也没有验证了运动速度与位移成正比,D错考点:考查自由落体运动点评:本题难度较小,该题也可定性为物理史实问题,要了解伽利略研究自由落体的实验方法,借助自由落体运动规律回答此题
4.答案：D
解析：伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推.所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法.故D正确
5.答案：C
解析：
6.答案：C
解析：
7.答案：D
解析：表中数据不能确定没有外力时物体怎样运动。所以A不对。
伽利略的斜面实验是为研究落体运动(太快不便测定时间)而设计的理想实验,那时还没有惯性和加速度的概念,所以B、C不合题意。
根据表中第二列和第一列数据对比可以得到,第一列数据为时间的平方,而第一列和第三列是正比关系,因此D正确。
8.答案：A
解析：这是依据思维程序排序的问题,这一套科学研究方法,要符合逻辑顺序,即通过观察现象,提出假设,根据假设进行逻辑推理,然后对自己的逻辑推理进行实验验证,紧接着要对实验结论进行修正推广,选项A正确。考点:此题考查了伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。
9.答案：D
解析：
10.答案：1.D; 2.B
解析：1.羽毛下落得比玻璃球慢,是因为羽毛受到的空气阻力相对它的重力较大,影响大的缘故,羽毛下落时空气阻力不能忽略,玻璃球受到的空气阻力相对重力很小,玻璃球下落时空气阻力可以忽略。2.大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等。在忽略空气阻力的情况下,两球均做自由落体运动,下落的快慢程度相同,加速度相等。因下落高度相等,故下落的时间相等,落地的速度相等。
11.答案：D
解析：
二、多选题
12.答案：ACD
解析：A、在伽利略时代,没有先进的计时仪器,因此采用的是用水钟计时,故A正确;B、在伽利略时代还没有发明打点计时器,故B错误;C、在伽利略时代,技术不够发达,无法直接测定瞬时速度,所以不可能直接得到速度的变化规律,但是伽利略通过数学运算得出结论:如果物体的初速度为零,而且x与t平方的成正比,就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化,故C正确.D、将斜面实验的结果合理“外推”,说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动,故D正确.故选ACD.
13.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AD 正确。
14.答案：AD
解析：伽利略时代,没有先进的测量手段和工具,为了“冲淡”重力作用,采用斜面实验,其实就是为了使物体下落时间长些,减小实验误差,故A正确,B错误;根据实验结果,伽利略将实验结论进行合理的外推,得到落体的运动规律,并非是主观臆断得出的,是在实验的基础上得出的,故C错误,D正确.故选AD.
15.答案：BCD
解析：
三、实验题
16.答案：1.②③①④ ; 2.B
解析：理想斜面实验是伽利略在观察大量实验的基础上提出来的,当小球从左侧斜面滑下后, 若是没有摩擦,应该滑上右侧斜面与左侧斜面相同的高度处(图中的虚线高度),当右侧斜面的倾角越小,小球要滑到相同的高度处,在斜面上滑行的长度就越长,当斜面的倾角为零时,小球在水平面上将永远滑下去.这种建立在大量事实基础上的理想实验揭示了一个真理“运动不需要力来维持基于以上过程,理想实验的设计步骤顺序是“②①③④”;关于事实和推论分类的正确选项是B项.