上海市海滨高中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 跟踪训练（含解析）

2.1伽利略对落体运动的研究
1．关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是（　　）
A．伽利略在图（a）中使用了光滑斜面进行实验
B．伽利略在图（b）中使用了光滑斜面进行实验
C．伽利略从图（a）中得出：自由落体运动是匀加速直线运动
D．伽利略从图（b）中得出：力是维持物体运动的原因
2．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
3．下列说法中正确的是：（ ）
A．亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快。
B．伽利略通过比萨斜塔实验证明了自由落体运动是匀加速直线运动
C．在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的长度成正比
D．速度、路程和加速度都是矢量
4．关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中不正确的是
A．在同一地点，重的物体和轻的物体下落一样快
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的实验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（包括数学推演）和谐地结合起来
5．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
6．下列说法正确的是（　　）
A．在研究地球自转时，可以将地球看成质点
B．参考系必须是固定不动的物体
C．物体做直线运动时，其位移大小一定等于路程
D．伽利略在研究自由落体运动时运用了实验和逻辑推理相结合的方法
7．在物理学的重大发现中，科学家们总结出了许多物理学方法，以下关于物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A．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运用了假设法
B．根据速度的定义式，当△t趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微积分的方法．
D．在对自由落体运动的研究中，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
8．亚里士多德认为：物体越重下落得越快．伽利略否定了这种看法．在同一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个金属球，金属球先于羽毛落到地面，根据伽利略的观点这主要是因为（　　）
A．它们的重量不同 B．它们的密度不同
C．它们的材料不同 D．它们受到的空气阻力影响不同
9．在物理学的发展历程中，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的科学家是（ ）
A．牛顿 B．亚里士多德 C．笛卡尔 D．伽利略
10．爱因斯坦说：“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，标志着物理学的真正开端。”在科学史上，伽利略享有“近代科学方法论的奠基人”的美誉。伽利略物理思想方法的研究顺序是
A．提出假说，数学推理，实验验证，合理外推
B．数学推理，实验验证，合理外推，提出假说
C．实验验证，合理外推，提出假说，数学推理
D．合理外推，提出假说，数学推理，实验验证
11．伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学家具有重大的启蒙作用，至今仍具有重要意义．下列哪个过程是伽利略对物体下落规律的探究过程（ ）
A．问题——猜想——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．猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
12．著名的伽利略比萨斜塔实验采用的思想是（ ）
A．等效替代 B．控制变量 C．理想实验 D．归纳推理
13．由于实验器材简陋，伽利略将自由落体实验转化为著名的“斜面实验”，主要是考虑到（ ）
A．便于测量小球运动的速度
B．便于测量小球运动的时间
C．便于测量小球运动的路程
D．便于直接测量小球运动的加速度
14．伽利略在研究落体运动时，提出了“把轻重不同的两个物体连在一起下落，与单独一个物体下落比较，是快了还是慢了”的问题，其目的是论证
A．自由落体运动的快慢与物体的质量无关
B．自由落体运动是匀加速直线运动
C．自由落体运动的速度与时间成正比
D．自由落体运动的速度与位移成正比
15．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献或者研究方法的叙述中，正确的说法是
A．在对自由落体运动的研究中，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
B．伽利略是伟大的物理学家，他最先建立了速度、加速度等概念，并创造了一套科学研究方法
C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫做“理想模型法”
D．亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下，重物体与轻物体下落一样快
参考答案
1．C
【解析】
AB．伽利略在图（a）和图（b）中都使用了光滑斜面进行实验。故AB错误；
C．伽利略从图（a）中将斜面实验的结论外推到斜面倾角的情形，从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动。故C正确；
D．伽利略理想斜面实验图（b）中，由于空气阻力和摩擦力的作用，小球在B面运动能到达的高度，一定会略小于它开始运动时的高度，只有在斜面绝对光滑的理想条件下，小球滚上的高度才与释放的高度相同。所以可以设想，在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处。得出：力不是维持物体运动的原因。故D错误。
故选C。
2．A
【解析】
【详解】
A. 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A正确。
BC. 亚里士多德认为物体越重，下落得越快，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BC错误。
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得出间接得出的实验结果，故D错误。
3．A
【解析】
【详解】
A．亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落得快，符合客观事实，故A正确；
B．伽利略通过比萨斜塔实验证明了重的物体和轻的物体下落快慢相同，该实验没能证明自由落体运动是匀加速直线运动，故B错误；
C．在弹性限度内，弹簧的弹力大小与弹簧的形变量（伸长量或压缩量）成正比，故C错误；
D．速度、加速度是矢量，路程是标量，故D错误。
故选A。
4．B
【解析】
【详解】
A.伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快，故A正确，不符合题意；
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进行合理外推得到的，故B错误，符合题意，故选B；
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，故C正确，不符合题意；
D.伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理。伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，故D正确，，不符合题意；
5．B
【解析】
【详解】
A、亚里士多德的主要方法是思辩，故A错误；
B、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B正确；
C、牛顿在伽利略等人研究的基础上发现了牛顿运动三定律，故C错误；D、法拉第发现了法拉第电磁感应定律，故D错误
故选B．
【点睛】
本题考查物理学史，对于著名物理学家、经典实验和重要学说要记牢，还要学习他们的科学研究的方法．
6．D
【解析】
【详解】
A．在研究地球自转时，不可以将地球看成质点，否则就没有旋转了，选项A错误；
B．参考系可以任意选择，选项B错误；
C．物体只有做单向的直线运动时，其位移大小才等于路程，选项C错误；
D．伽利略在研究自由落体运动时运用了实验和逻辑推理相结合的方法，选项D正确；
故选D。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A、质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法,故A错误;
B、为研究某一时刻或某一位置时的速度,我们采用了取时间非常小,即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,即采用了极限思维法,故B错误；
C、在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动,即采用了微积分的方法，故C正确；
D、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并直接用实验进行了验证，故D错误；
综上所述本题答案是：C
8．D
【解析】
【详解】
重的物体和轻的物体下落的快慢相同，即两物体同时落地原因是：现实中由于存在空气，而羽毛受到的阻力相对于重力来说较大，加速度
，
故金属球的加速度大于羽毛的加速度，故金属球首先落地，故ABC错误，D正确；
故选D。
【点睛】
金属球与羽毛能否同时落地，关键看加速度是否相同；其中羽毛阻力与重力比不能忽略，玻璃球重力远大于阻力，根据牛顿第二定律列式分析即可。
9．D
【解析】
【详解】
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D正确。故选D。
10．A
【解析】
【详解】
伽利略的物理思想方法的研究顺序是：提出假说、数学推理、实验验证、合理外推，典型的就是伽利略对自由落体运动的研究，所以A正确；
故选A。
11．C
【解析】
【详解】
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ABD错误，C正确．
【点睛】
伽利略将可靠的事实和理论思维结合起来，以实验事实为基础，开辟了崭新的研究物理的方法道路，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法．
12．C
【解析】
【详解】
伽利略比萨斜塔上的落体实验，忽略了空气阻力，采用的是理想实验法，故C正确，ABD三项错误。
13．B
【解析】
【分析】
【详解】
伽利略最初假设自由落体运动的速度是随着时间均匀增大，但是他所在的那个时代还无法直接测定物体的瞬时速度，所以不能直接得到速度随时间的变化规律。伽利略通过数学运算得到结论：如果物体的初速度为零，而且速度随时间的变化是均匀的，那么它通过的位移与所用的时间的二次方成正比，这样，只要测出物体通过不同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化。但是物体下落很快，当时只能靠滴水计时，这样的计时工具还不能测量自由落体运动所用的较短的时间。伽利略采用了一个巧妙的方法，用来“冲淡”重力。他让铜球沿阻力很小的斜面滚下，二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，所以时间长，所以容易测量，故B正确。
故选B。
14．A
【解析】
解：亚里士多德根据日常生活经验，不通过实验验证认为重的物体下落快，轻的物体下落慢；伽利略通过对自由落体运动的研究推翻了他的观点，伽利略认为物体下落快慢与物体轻重无关．故选项A正确．
故选A．
【点评】物理学的发展不是一帆风顺的，经历了很多曲折和挫折，同学们要理解其过程，不但要记住正确理论，对于当时错误的理论也要有所了解．
15．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A. 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合理推理，故A错误；
B. 伽利略是伟大的物理学家，他最先建立了速度、加速度等概念．并创造了一套科学研究方法，故B正确；
C.把整个运动过程划分成很多小段进行研究，每一小段近似看作匀速直线运动，这种研究方法叫做“微元法”，故C正确；
D. 亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下，重物体比轻物体下落的快，故D错误．
故选BC.