2020高中物理 每日一题之快乐暑假 第18天 伽利略对自由落体运动的研究（含解析）新人教版

2020高中物理 每日一题之快乐暑假 第18天 伽利略对自由落体运动的研究（含解析）新人教版

第18天 伽利略对自由落体运动的研究 考纲要求：Ⅰ 难易程度：★★☆☆☆‎ 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 ‎【参考答案】A ‎【试题解析】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）结合起来，选A。‎ ‎【知识补给】‎ 伽利略对自由落体运动的研究 ‎1．质疑：对亚里士多德提出的落体规律（重物体下落得快、轻物体下落得慢）的怀疑。‎ ‎2．归谬：在重物体和轻物体间系线。重物体和轻物体作为整体更重，应该下落得更快；重物体比轻物体下落得快，则轻物体与重物体相互拖拉，使整体下落的速度比重物体慢，比轻物体快。两者产生矛盾。‎ ‎3．猜想：重物体与轻物体下落得一样快，自由落体运动与质量无关，是匀变速直线运动。‎ ‎4．数学推理：初速度为零的匀变速直线运动中位移与时间的关系为x∝t2‎ ‎5．实验验证：由于当时测量极短时间非常困难，伽利略采用了间接验证的方法，即斜面实验。‎ ‎（1）当斜面倾角一定时，判断x∝t2是否成立；‎ ‎（2）改变小球的质量，判断x∝t2是否成立；‎ ‎（3）增大斜面的倾角，随之增大，说明小球的加速度增大。‎ ‎6．合理外推：斜面倾角为90°时，小球将做自由落体运动，则自由落体运动就是匀变速直线运动。‎ 在物理学发展的过程中，某位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．焦耳 B．伽利略 C．牛顿 D．安培 关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是 A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同 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 4‎ C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的平方成正比 D．伽利略用小球在斜面上运动验证了运动速度与位移成正比 ‎ 伽利略是意大利伟大的科学家，他奠定了现代科学的基础，他的思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐的结合起来，根据此种方法伽利略发现的规律有 A．质量是物体惯性大小的量度 B．惯性定律 C．自由落体运动是一种匀变速运动 D．重的物体比轻的物体下落的快 伽利略曾说过：“科学是在不断改变思维角度的探索中前进的”。他在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有 A．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 B．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 C．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 D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关 伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图所示的斜面实验。他在这个实验中采用过的方法有 ‎①测出相同长度的斜面在不同倾角时，物体落到斜面底端的速度v和所用时间t，比较v/t的比值大小 ‎②用打点计时器打出纸带进行数据分析 ‎③改变斜面倾角，比较各种倾角得到的x/t2的比值大小 ‎④将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动 A．①②③④ B．①③④‎ C．①④ D．③④‎ 伽利略在1604年的斜面实验中曾经记录了物体沿斜面下滑时，下滑时间（表中第二列）与下滑距离（表中第三列）的数据如下表所示，表中第一列数据是伽利略分析实验数据时添加的。根据表中数据，伽利略可以得出的结论是 4‎ A．没有外力时物体将做直线运动 B．物体的惯性可以用质量来量度 C．物体下滑的加速度越来越大 D．物体下滑的距离与时间的平方成正比 伽利略通过著名的“斜面实验”的研究，进而得出了自由落体运动的规律。以下说法符合科学史实的是 A．斜面实验是为了便于测量小球运动的速度和路程 B．斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律 C．伽利略开创了运用逻辑推理和实验研究相结合的科学方法 D．小球多次从不同起点滚下的位移与所用时间的比值保持不变 ‎【参考答案】‎ B 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。故选B。‎ ‎【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，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。‎ 和逻辑推理（包括数学推演）和谐的结合起来得出的结论只有C，故C正确，ABD错误。‎ 4‎ A 伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，B错误，A正确；若斜面光滑，C选项从理论上讲是正确的，但伽利略并没有能够用实验证明这一点，C错误；斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小，D错误。‎ 一列数据对比可以得到，第一列数据为时间的平方，而第一列和第三列是正比关系，故D正确。故D正确，ABC错误。‎ C 斜面实验时便于测量小球运动的时间，斜面实验不可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律，选项AB错误；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”，伽利略开创了运用数学推理和实验研究相结合的科学方法，选项C正确；小球多次从不同起点滚下的位移与所用时间的二次方的比值保持不变，选项D错误。故选C。‎ 4‎