上海市大境中学2020—2021学年高中物理沪科版（2019）必修第一册：2.1伽利略对落体运动的研究 课时练（含解析）

2.1伽利略对落体运动的研究
1．伽利略为研究自由落体运动，做了一项实验。如图所示，将铜球从斜槽的不同位置由静止释放，伽利略手稿中记录了一组实验数据，从表中能够得到的结论是（　　）
A．…
B．…
C．若以时间为横坐标，距离为纵坐标，其图像是一条直线
D．若以时间的二次方为横坐标，距离为纵坐标，其图像是一条抛物线
2．下列科学家属于“物体越重，下落越快”的观点的代表人物（　　）
A．牛顿 B．伽利略 C．亚里士多德 D．爱因斯坦
3．伽利略在研究运动的过程中，创造了一套科学方法，如下框所示，其中方框4中的内容是
A．提出猜想 B．形成理论
C．实验检验 D．合理外推
4．伽利略对落体运动的研究，不仅确立了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路．他的研究思路可概括为
A．提出问题–假设（猜想）–数学推理–实验验证–得出结论
B．提出问题–假设（猜想）–实验验证–数学推理–得出结论–合理外推
C．提出问题–假设（猜想）–数学推理–实验验证–合理外推–得出结论
D．提出问题–假设（猜想）–实验验证–合理外推–得出结论
5．在物理学的重大发现中科学家创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理研究方法的叙述正确的是（ ）
A．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法
B．根据加速度定义式a=，当△t非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度，这里采用了微元法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法
D．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
6．物理学史记载，伽利略反复做了小球沿斜面运动的实验，结果表明小球沿斜面滚下的运动是匀变速直线运动。然后，伽利略将实验结果做了合理的外推，所谓“外推”是指下列叙述中的哪一项？（　　）
A．物体下落的快慢是由它们的重量决定的
B．物体沿斜面运动速度的变化相对位移来说是均匀的
C．不断增大斜面倾角，小球的加速度随倾角的增大而变大
D．如果斜面倾角增大到，小球仍然会保持匀加速运动性质，而且所有物体下落时的加速度都是一样的
7．在物理学发展的过程中，某为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．伽利略 B．亚里士多德 C．牛顿 D．爱因斯坦
8．在人类科学认识的发展史上，他创立了物理学中的理想实验方法，提出科学实验是检验真理的标准，为物理学的发展作出了突出的贡献，这位科学家是（　　）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．爱因斯坦
9．伽利略开创性地设计了小球沿斜面滚下的实验，对运动做了细致的实验和理论研究。为此他做了一块长约6m、宽约25cm的木板，中间刻一凹槽，将木板斜放后，分别让不同质量的铜球由静止沿斜面无滑动地滚下，然后测定球滚动的距离s及其对应的时间t。忽略球在滚动过程中受到的微小空气阻力，下列说法不正确的是（　　）
A．实验定量地证明了s与t2成正比
B．通过实验伽利略发现小球的加速度与小球的质量无关
C．通过实验伽利略认识到加速度是速度随时间的变化率
D．小球滚动过程中机械能不守恒
10．在科学发展的历程中，首先把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对落体运动进行正确研究的科学家是（　　）
A．牛顿 B．笛卡儿 C．伽利略 D．亚里士多德
11．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法错误的是（　　）
A．通过逻辑推理的方法揭示了“重的物体下落快”说法的错误
B．猜想t∝x和v∝t两种可能，并通过实验测出v∝x不正确
C．通过逻辑推理得出检验v∝t就是检验x∝t2
D．利用斜面实验检验了x∝t2并通过推理论证t∝x不正确
12．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．伽利略认为重的物体比轻的物体下落得快
B．伽利略通过斜面实验直接得到了速度随时间的变化规律
C．伽利略在实验中逐渐增大斜面倾角，小球的加速度也逐渐增大
D．伽利略得出自由落体运动规律的核心思想是把可靠的实验和合理的逻辑推理和谐结合起来
13．下列说法正确的是（　　）
A．伽利略认为物体越重，下落得越快
B．亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重有关
C．牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同
D．石头下落比树叶快，是因为树叶受到空气阻力，而石头没有受到空气阻力
14．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法正确的是（　　）
A．伽利略通过逻辑推理得出了“越重的物体下落越快”的结论
B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接通过实验进行了验证
C．伽利略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的结论
D．伽利略利用斜面进行实验主要是考虑到实验时下落的时间不便于测量
15．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．斜面实验放大了重力的作用,便于测量小球运动的路程
B．斜面实验“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
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
参考答案
1．B
【解析】
AB．伽利略最初猜想沿斜面向下运动的物体的运动的速度与时间成正比
由此伽利略推论位移的位移与时间的平方成正比，则
即
结合以上的分析，则比较即可，考虑到测量的误差等原因，可以认为是一个常数，即位移与时间的平方成正比，A错误B正确；
C．以时间为横坐标，距离为纵坐标，即
其图像是一条抛物线线，C错误；
D．以时间的二次方为横坐标，距离为纵坐标，即
其图像是一条直线，D错误。
故选B。
2．C
【解析】
A．根据牛顿第二顶定律在忽略空气阻力的情况下，做自由落体运动的所有物体的加速度都等于当地的重力加速度，即所有的物体下落的一样快，故A错误；
B．伽利略通过实验发现轻的物体和重的物体下落的一样快，故B错误；
C．亚里士多德认为物体越重，下落越快，故C正确；
D．爱因斯坦主要成就是在量子力学，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
伽利略在研究运动的过程中，创造了一套科学方法，如下框所示，其中方框4中的内容是实验检验。综上分析，ABD错误，C正确。
故选C．
4．C
【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检验，紧接着要对实验结论进行修正推广。
故选C。
5．A
【解析】
A．伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，故A正确；
B．根据加速度定义式a=，当△t非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时加速度，该定义应用了极限思想方法，故B错误；
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故C错误；
D．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建立理想化模型的方法，故D错误；
故选A．
【点评】
在高中物理学习的过程中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助，故在理解概念和规律的基础上，要注意方法的积累．
6．D
【解析】
A． 伽利略认为物体下落快慢与物体重量无关，故A错误；
B． 经实验证实其速度的变化对时间来说是均匀的，故B错误；
C． 不断增大斜面倾角，小球的加速度随倾角的增大而变大，是实验所得，并非外推所得，故C错误；
D． 经过外推得到，如果斜面倾角增大到，小球仍然会保持匀加速运动性质，而且所有物体下落时的加速度都是一样的，故D正确。
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
伽利略设想了理想斜面实验，推导出力不是维持物体运动的原因，开创了理想实验的科学方法，研究了力和运动的关系．伽利略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．故A正确，BCD错误．
故选A．
8．B
【解析】
在人类科学认识的发展史上，他创立了物理学中的理想实验方法，提出科学实验是检验真理的标准，为物理学的发展作出了突出的贡献，这位科学家是伽利略，故B正确，ACD错误。
故选B。
9．D
【解析】
A．由于实验中测定球滚动的距离s及其对应的时间t，则实验定量地证明了s与t2成正比，故A正确；
B．通过让不同的铜球由静止沿斜面无滑动地滚下，通过时间和距离的测量可知，球运动相同的位移所用的时间相同，则说明加速度相同，即小球的加速度与小球的质量无关，故B正确；
C．通过时间和距离的测量可知，球运动相同的位移所用的时间相同，则相同时间内球的速度变化量相同，从而认识到加速度是速度随时间的变化率，故C正确；
D．在小球无滑动滚动的过程中，静摩擦力对小球不做功，在空气阻力不计时，小球滚下的过程中机械能守恒，故D错误。
本题选不正确的，故选D。
10．C
【解析】
伽得略首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理结合起来，故ABD错误，C正确；
故选C。
11．B
【解析】
伽利略在研究自由落体运动的过程中，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，发展了科学思维方式和科学研究方法，利用“冲淡重力”的方式，研究小球在斜面上的运动，通过数学运算得到结论：若物体的初速为0，当v∝t，则x∝t2，并延伸到自由落体运动中，揭示了“重的物体下落快”说法的错误，故只有B的说法是错误的。
故选B。
12．CD
【解析】
A．伽利略认为，重的物体和轻的物体从同一高度同时释放总是同时落地，故A错误；
B．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错误；
C. 伽利略在实验中逐渐增大斜面倾角，小球的加速度也逐渐增大 ，故C正确；
D. 伽利略得出自由落体运动规律的核心思想是把可靠的实验和合理的逻辑推理和谐结合起来，故D正确。
故选CD。
13．BC
【解析】
AB． 亚里士多德认为物体越重，下落得越快，亚里士多德认为物体下落的快慢与物体的轻重有关，故A错误B正确；
C． 牛顿管实验说明没有空气阻力时，铁块和羽毛下落快慢相同，故C正确；
D． 石头下落比树叶快，是因为空气阻力对石头影响小于对树叶的影响，树叶较轻，受阻力影响较大，故D错误。
故选BC。
14．CD
【解析】
A．伽利略通过逻辑推理否定了亚里士多德“越重的物体下落越快”的结论，故A错误；
B．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错误；
C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比，在斜面实验的基础上的理想化推理，提出自由落体运动是最简单的变速直线运动，故C正确；
D．伽利略利用斜面进行实验主要是考虑到实验时下落的时间不便于测量，巧妙地采用斜面实验把重力“冲淡”了，故D正确。
故选CD。
15．BD
【解析】
AB．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错误、B正确；
CD．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。