上海市金山高中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 课时训练（含解析）

2.1伽利略对落体运动的研究
1．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，对自由落体运动进行正确研究的科学家是( )
A．伽利略 B．牛顿 C．开普勒 D．亚里士多德
2．下图大致表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，以下对于此过程的分析，正确的是
A．甲、乙、丙、丁图中小球均做自由落体运动
B．甲、乙、丙图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论
C．丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理的外推得出的结论
D．运用甲图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
3．意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》一书中，详细研究了落体运动，他所运用的方法是( )
A．假设－观察－逻辑推理（包括数学推演）－实验检验－修正推广
B．观察－假设－逻辑推理（包括数学推演）－实验检验－修正推广
C．逻辑推理（包括数学推演）－假设－观察－实验检验－修正推广
D．逻辑推理（包括数学推演）－观察－假设－实验检验－修正推广
4．爱因斯坦对于伽利略的工作给予了高度的评价：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，而且标志着物理学的真正开始。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．当时年代，甲、乙、丙、丁四个图都可以通过实验完成
B．其中的丁图是实验现象，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
5．伽利略为了研究自由落体运动的规律，将落体实验转化为小球沿斜面运动的实验，当时利用斜面进行实验主要是考虑到实验时便于直接测量
A．小球运动的速度 B．小球运动的时间
C．小球运动的路程 D．小球运动的加速度
6．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．提出猜想——发现问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
B．发现问题——提出猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论
C．发现问题——提出猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论
D．提出猜想——发现问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论
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．根据速度的定义式，当趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法
B．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
C．研究公交车过站牌所用时间时，可以把公交车看成质点
D．在推导匀变速直线运动位移时间公式时，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的方法
8．落体的运动是司空见惯的，但人类对它的认识却经历了运两千年的时间．是什么因素决定物体下落的快慢呢?亚里十多德的论断是：物体下落的快慢由它们的轻重决定．他的这一论断一直被人家奉为经典，后来是哪位物理学家推翻了他的论断 ( )
A．牛顿 B．伽利略 C．爱因斯坦 D．哥白尼
9．关于物理学的研究方法，下列说法中正确的是
A．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，每一段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法
B．当△t→0时，称做物体在时刻t的瞬时速度，应用了比值定义物理量的方法
C．用来描述速度变化快慢，采用了控制变量法
D．伽利略利用斜面实验研究自由落体运动时，采用的是微小放大的思想方法
10．伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为斜面实验．他通过实验观察和逻辑推理，发现小球在斜面上（ ）
A．在连续的相同时间间隔内通过的距离与时间成正比
B．在连续的相同时间间隔内通过的距离与时间的平方成正比
C．通过的总距离与时间成正比
D．通过的总距离与时间的平方成正比
11．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．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
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
12．下列说法不正确的是（ ）
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叫假设法
B．我们有时会用比值法定义一些物理量，如速度、密度及加速度等
C．根据速度定义式，当Δt极短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法
D．伽利略认为在同一个地点，同一高度释放不同质量的重物，重物会同时落地
13．关于物理学的研究方法，下列叙述错误的是
A．用质点代替实际物体是采用了理想模型法
B．伽利略在研究自由落体运动时采用了类比法
C．在验证平行四边形定则实验中采用了等效替代法
D．研究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度及正压力的关系时采用控制变量法
14．下列关于自由落体运动叙述符合历史事实的是（ ）
A．古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落快慢与质量无关
B．牛顿首先发现了亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
C．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
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
15．伽利略研究落体运动的“斜面实验”被评为两千年来十大最美物理实验之一，关于伽利略对落体运动的研，下列说法正确的是（ ）
A．伽利略用斜面做实验，巧妙地“冲淡”了重力，克服了时间测量的困难
B．伽利略猜想物体下落的速度与时间成正比，并直接用实验进行了验证
C．伽利略通过实验测量发现，小球在斜面上的运动速度与位移成正比
D．伽利略用实验加合理外推的思想，得出了自由落体运动是匀加速直线运动
参考答案
1．A
【解析】
试题分析：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，A正确．
考点：考查了物理学史
【名师点睛】根据物理学史和常识解答，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
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、丙三个图都是实验现象，采用斜面的目的是可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显．而之所以采用了不同倾角的斜面，则是观察其规律性，形成外推的实验基础，而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论，故B正确．ACD错误；故选B.
【点睛】
伽利略对运动和力的关系研究，其科学思想方法的核心是把把实验和逻辑推理和谐结合起来．学生对于物理常识的理解，在平时是需要学生了解并知道的，看的就是学生对课本内容的掌握情况．
3．B
【解析】
在研究落体运动时，没有只受重力作用的环境，只能根据一定的逻辑推理得到结论，B对；
4．C
【解析】
【详解】
AB．甲、乙、丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，故AB错误；
CD．伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证v与t成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即v正比于t，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证这个物体的速度是否随时间均匀变化。由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量。这个方法叫“冲淡”重力，故C正确，D错误。
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
小球自由下落的时间太短，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，其实就是为了使小球下落时间长些，减小实验误差，故B正确，ACD错误。
故选B．
6．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。
A. 提出猜想——发现问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论，与分析不符，故A错误。
B. 发现问题——提出猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论，与分析不符，故B错误。
C. 发现问题——提出猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论，与分析相符，故C正确。
D. 提出猜想——发现问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论，与分析不符，故D错误。
7．A
【解析】
【详解】
A．根据速度的定义式，当趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限的思想方法，选项A正确；
B．伽利略用斜面实验间接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，选项B错误；
C．研究公交车过站牌所用时间时，公交车的大小不能忽略，不能把公交车看成质点，选项C错误；
D．在推导匀变速直线运动位移时间公式时，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，选项D错误。
8．B
【解析】
【详解】
最先得出物体下落的快慢与它们轻重无关的物理学家是伽利略，故B项正确，ACD三项错误．
9．A
【解析】
【详解】
A．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，每一段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法，选项A正确；
B．当△t→0时，称做物体在时刻t的瞬时速度，应用了极限思维的方法，选项B错误；
C．用来描述速度变化快慢，采用了比值定义法，选项C错误；
D．伽利略利用斜面实验研究自由落体运动时，采用的是理想实验的思想方法，故D选项错误。
10．D
【解析】
【详解】
AB. 根据匀变速规律可知，在连续的相同时间间隔内通过的距离差 ，故AB错误。
CD.伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为斜面实验．他通过实验观察和逻辑推理，根据匀变速位移关系可知， 可知小球在斜面上通过的总距离与时间的平方成正比。故C错误D正确。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
A项，伽利略的猜想是在同一地点，重的物体和轻的物体下落一样快，故A项正确．
B项，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但是没有用实验验证，故B项错误．
C项，伽利略演绎并且验证了位移与时间的平方成正比，故C项正确．
D项，伽利略思想方法的核心是把实验与逻辑推理结合起来，故D项正确．
12．A
【解析】
【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错误符合题意；
B. 速度、密度及加速度等都是用比值法定义的物理量，故B正确不符合题意．
C. 根据速度定义式，当Δt极短时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法，故C正确不符合题意．
D. 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D正确不符合题意；
13．B
【解析】
【详解】
A．用质点代替实际物体是采用了理想模型法，选项A正确；
B．伽利略利用斜面实验研究自由落体运动时，采用的是建立理想实验模型的方法．故B错误；
C．在探究求合力方法的实验中用两个弹簧拉橡皮筋代替一个弹簧拉橡皮筋时产生相同的效果，采用等效替代的方法，故C正确；
D．研究滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及正压力的关系时可以采用控制变量法，D正确；
题目要求选错误的，故选B。
14．D
【解析】
【详解】
A．古希腊哲学家亚里士多德认为物体下落快慢与质量有关，他认为重的物体下落的快，轻的物体下落的慢，选项A错误；
B．伽利略首先发现了亚里士多德的观点有自相矛盾的地方，选项B错误；
C．伽利略用斜面实验间接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，选项C错误；
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，选项D正确．
15．AD
【解析】
【详解】
A．伽利略时代，没有先进的测量手段和工具，为了“减小”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．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但在当时条件下无法直接用实验进行了验证。故B错误。
C．伽利略对自由落体运动的研究，运用了逻辑推理、猜想和假说与科学实验相结合的方法，用小球在斜面上的运动验证了小球的运动速度与位移的平方成正比。故C错误。
D．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，自由落体的运动是匀加速直线运动，与物体的质量无关。故D正确。