2020高中物理 专题2.6 伽利略对自由落体运动的研究练习 新人教版必修1

2.6 伽利略对自由落体运动的研究
1．最早对自由落体运动进行科学的研究，否定了亚里士多德错误论断的科学家是
A．牛顿 B．伽利略
C．开普勒 D．胡克
【答案】 B
【解析】
最早对自由落体运动进行科学的研究，否定了亚里士多德错误论断的科学家是伽利略，故选B.
2．伽利略学科思想方法的核心是
A．逻辑推理和实验验证相结合
B．猜想和假设相结合
C．理想模型
D．实验验证
【答案】 A
考点：物理学史
【名师点睛】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．
3．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
【答案】 C
【解析】
试题分析：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，C正确，
考点：考查了物理研究方法
【名师点睛】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，
同学们要从中汲取营养，提高科学素质．
4．如图所示,一只熟透的苹果从树上落下后以3m/s的速度砸中人的头顶,空气阻力不计,g取10m/s2,则苹果下落的时间为 ()
A． 0.1 s B． 0.3 s C． 1.5 s D． 3 s
【答案】 B
【点睛】
掌握匀变速直线运动的三个速度公式，四个位移公式；并推广到初速度为零的匀加速直线运动。

5．最早系统地研究自由落体的物理学家是伽利略，他为了研究自由落体的规律，采用“冲淡”重力的方法，将落体实验转化为著名的沿斜面运动的实验（如图所示）。

实验中，伽利略不断改变铜球滚下的距离，重复了多次，测量了铜球在较小倾角斜面上运动的位移和时间，发现位移与时间的平方成正比；增大斜面倾角，该规律仍然成立。

于是，他外推到倾角为90°的情况，得出结论。

关于该实验，下列说法中正确的是
A．伽利略能得出的结论可能是“斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关”
B．伽利略能得出的结论可能是“斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所用时间与倾角无关”
C．当时利用斜面做实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的时间
D．当时利用斜面做实验主要是考虑到实验时便于测量小球运动的加速度大小
【答案】 C
点睛：本题考查伽利略运动规律的研究；要了解伽利略“斜面实验”的历史背景，以及实验方法，体会实验在物理中的重要作用．
6．伽利略用实验验证v∝t的最大困难是
A．不能很准确地测定下落的距离 B．不能测出下落物体的瞬时速度
C．当时没有测量时间的仪器 D．当时没有记录落体运动的数码相机
【答案】 B
【解析】
【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。

所以伽利略根据假设推出了物理量便于测量的一个关系是s∝t2．故ACD错误，B正确；故选B。

7．（多选）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．其中图甲、乙是实验现象，图丁是经过合理的外推得到的结论
B．其中的图丙、丁是实验现象，图甲、乙是经过合理的外推得到的结论
C．运用图丁的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
D．运用图甲的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
【答案】 AD
【解析】
8．（多选）伽利略在研究自由落体运动时,主要遇到了两个问题:①无精确的计时仪器;②无测瞬时速度的工具,关于伽利略解决上述问题的办法,下列说法正确的是( )
A．利用x∝t2替代v∝t解决了问题①
B．利用x∝t2替代v∝t解决了问题②
C．利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题①
D．利用x∝t替代v∝t解决了问题②
【答案】 BC
【解析】在伽利略时代，没有先进的计时仪器，因此伽利略让小球从斜面上滚下来用米“冲淡”重力，即利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题①．故A错误，C正确；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，小球是否做匀变速运动，即利用x∝t2替代v∝t解决了问题②．故B正确，D错误．故选BC．
9．利用水滴下落可以测出重力加速度g，调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调整盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时，恰好有一滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴，测出水龙头到盘子的距离为h，再从第一滴离开水龙头开始计时，到第N滴落至盘中，测出共用时间为t，求
(1) 当第一滴落到盘子时，第二滴水滴离开水龙头的距离为多少？
(2) 两滴水间的时间间隔是多少？
(3) 重力加速度g是多大？
【答案】（1）h（2）（3）
【解析】
【点睛】
本题关键求出时间间隔，然后根据自由落体运动位移时间公式列式求解，知道初速度为零的匀变速直线运动中相等时间的位移之比是从1开始的连续奇数比。

10．如图所示，在距地面不等高处有两点A和B，它们之间的高度差为b。

A、B处各有一小球，A处小球Ⅰ自由下落一段距离a后，B处小球Ⅱ开始自由下落，结果两小球同时落地，求球Ⅰ和球Ⅱ下落时间之比。

【答案】
【解析】
【详解】
设A距地面的高度为H，根据h=gt2可知，A下落到地面的时间t＝，
A下落a所需时间t′＝
则B下落的时间t″=t-t′，则H-b=gt″2
联立解得，
球Ⅰ和和球Ⅱ下落时间之比为
【点睛】
本题主要考查了自由落体运动的位移时间公式，明确AB同时落地，找出AB的时间关系即可求得。