高一物理第二章第六节2.6伽利略对自由落体运动的研究同步练习（新人教版必修1）

2.6 伽利略对自由落体运动的研究
1．在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度、瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验、猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展(　　)
A．伽利略 B．亚里士多德
C．牛顿 D．爱因斯坦
2．亚里士多德的命题“重的物体下落快，轻的物体下落慢”失误的根源在于他(　　)
A．不注意观察自然现象
B．对此没有做深刻的逻辑思辨
C．对此没有进行科学实验
D．对此没有进行归纳和总结
3．在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
4．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2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(　　)
图2
A．其中的甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论
B．其中的丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得到的结论
C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
5．将一物体以某一初速度竖直上抛，在下面的四幅图中，哪一幅能正确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系(不计空气阻力)(　　)
6．从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，不计空气阻力，两物体在空中到达同一高度时的速率都是v，则下列说法中正确的是(　　)
A．物体A上抛的初速度和物体B落地的速度大小均为2v
B．物体A、B落地时间相等
C．物体A上升的最大高度和物体B开始下落时高度相同
D．两物体在空中到达的同一高度一定是物体B开始下落时高度的一半
7．甲同学看到乙同学从10层楼的楼顶同时由静止释放两个看上去完全相同的铁球，结果甲同学看到两球不是同时落地的．他分析了两球未能同时落地的原因．你认为他的下列分析正确的是(　　)
A．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力小
B．两球在下落过程中受到的空气阻力不同，先落地的受空气阻力大
C．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是实心球，重力远大于阻力
D．两球下落过程中受到的空气阻力相同，先落地的是空心球，阻力与重力比，差别较小
题　号 1 2 3 4 5 6 7
答　案
8.气球以4 m/s的速度匀速竖直上升，当它上升到217 m高处时，一重物从气球里掉落，则重物经多长时间落到地面？到达地面时的速度是多少？(g取10 m/s2)
9．坚直向上射出的箭，初速度是35 m/s，上升的最大高度是多大？从射出到落回原地一共用多长时间？落回原地的速度是多大？(g取10 m/s2)
10．竖直上抛的物体，初速度是30 m/s，经过2.0 s、3.0 s、4.0 s，物体的位移分别是多大？通过的路程分别是多长？各秒末的速度分别是多大？(g取10 m/s2)
参考答案
1．A　2.BC　3.C　4.AC　5.C　6.AC
7．C　[两球形状完全相同，在下落过程中所受空气阻力相同，下落快慢不同的原因是重力不同，故C正确．]
8．7 s　66 m/s，方向竖直向下
解析　对全过程分析(分段分析同学们自己思考)
物体从掉落至落地全过程为匀减速运动，以向上为正方向，则g＝－10 m/s2，抛出点以下位移亦为负值x＝－217 m.
由x＝v0t＋at2得：－217＝4t－5t2
解得：t1＝7 s，t2＝－6.2 s(舍去)．
落至地面的速度：
v＝v0－gt＝(4－10×7) m/s＝－66 m/s，负号说明末速度方向与设定的正方向相反，即竖直向下．
9．61.25 m　7.0 s　35 m/s，方向竖直向下
解析　箭上升到最大高度为H时，v＝0，由此得v＝2gH，所以
H＝＝ m＝61.25 m
由于v＝v0－gt＝0，箭的上升时间t＝＝ s＝3.5 s
由箭射出到落回原地共用时间T＝2t＝2×3.5 s＝7.0 s
箭落回原地跟射出的初速度大小相等，即v′＝v0＝35 m/s，方向竖直向下．
10．见解析
解析　上升的最大高度H＝＝ m＝45 m
由x＝v0t－gt2得
当t1＝2.0 s时，位移x1＝30×2.0 m－×10×2.02 m＝40 m，小于H，所以
路程s1＝40 m
速度v1＝v0－gt1＝30 m/s－10×2.0 m/s＝10 m/s
当t2＝3.0 s时，位移x2＝30×3.0 m－×10×3.02 m＝45 m，等于H，所以路程s2＝45 m
速度v2＝v0－gt2＝30 m/s－10×3.0 m/s＝0
当t3＝4.0 s时，位移
x3＝30×4.0 m－×10×4.02 m＝40 m，小于H，所以路程s3＝45 m＋(45－40) m＝50 m
速度v3＝v0－gt3＝30 m/s－10×4.0 m/s＝－10 m/s.