6伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究（一）重點(diǎn)知識(shí)回眸1從邏輯推理上否定了亞里士多德關(guān)于重的物體下落得快、輕的物體下落得慢的論斷2提出了“自由落體運(yùn)動(dòng)是一種最簡單的變速運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的假說3伽利略采用了間接驗(yàn)證的方法運(yùn)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得出初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，h與t2成正比；讓小球從斜面上的不同位置滾下，觀測小球從不同起點(diǎn)滾動(dòng)的位移h和所用時(shí)間平方t2是否滿足正比關(guān)系；增大斜面的傾角，并合理外推至傾角為90，(即物體自由下落)，ht2仍然成立，小球做勻變速運(yùn)動(dòng)4伽利略研究自然規(guī)律的科學(xué)方法數(shù)學(xué)分析、邏輯推理、實(shí)驗(yàn)方法（二）精品同步練習(xí)第部分 選擇題一、選擇題：本題共8小題。將正確答案填寫在題干后面的括號(hào)里。1 17世紀(jì)意大利科學(xué)家伽利略在研究落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，提出了著名的斜面實(shí)驗(yàn)，其中應(yīng)用到的物理思想方法屬于()A等效替代B實(shí)驗(yàn)歸納C理想實(shí)驗(yàn) D控制變量【答案】C2伽利略在對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究過程中，開創(chuàng)了如下框圖所示的一套科學(xué)研究方法，其中方框2和4中的方法分別是()A實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，數(shù)學(xué)推理B數(shù)學(xué)推理，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)C提出假設(shè)，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)D實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，合理外推【答案】C【解析】這是依據(jù)思維程序排序的問題，這一套科學(xué)研究方法，要符合邏輯順序，即通過觀察現(xiàn)象，提出假設(shè)，根據(jù)假設(shè)進(jìn)行邏輯推理，然后對(duì)自己的邏輯推理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，緊接著要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行修正推廣，故只有選項(xiàng)C正確。3如圖所示，在伽利略著名的斜面實(shí)驗(yàn)中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下，通過實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，能得到的正確結(jié)論是()A傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比B傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比C斜面長度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無關(guān)D斜面長度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的時(shí)間與傾角無關(guān)【答案】B4伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，是科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯思維的完美結(jié)合，如圖所示，可大致表示其實(shí)驗(yàn)和思維的過程，對(duì)這一過程的分析，下列說法正確的是()A其中圖甲、乙是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，圖丁是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論B其中的圖丙、丁是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，圖甲、乙是經(jīng)過合理的外推得到的結(jié)論C運(yùn)用圖丁的實(shí)驗(yàn)，可“放大”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯D運(yùn)用圖甲的實(shí)驗(yàn)，可“沖淡”重力的作用，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯【答案】AD5將一物體以某一初速度豎直上拋，圖中能正確表示物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的速率v與時(shí)間t的關(guān)系的圖象是()【答案】B【解析】不計(jì)空氣阻力時(shí)，豎直上拋的上升過程是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，下落過程是自由落體運(yùn)動(dòng)。設(shè)初速度為v0，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，上升到最大高度的時(shí)間為t0，則上升過程速度與時(shí)間的關(guān)系式v=v0gt圖線是向下的傾斜直線；下落過程速度與時(shí)間的關(guān)系式v=g（tt0），圖線是不過原點(diǎn)向上的傾斜直線，選項(xiàng)B正確。6某物體以20 m/s的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，g=10 m/s2，3 s內(nèi)物體的()A位移大小為15 m，方向向上B路程為20 mC平均速度大小為10 m/s，方向向上D速度改變量的大小為30 m/s【答案】AD【解析】設(shè)向上為正方向，根據(jù)公式可得3 s內(nèi)物體的位移=15 m，方向向上，選項(xiàng)A正確；物體上升的最大高度為 m=20 m，上升的時(shí)間為s=2 s，從最高點(diǎn)開始1 s內(nèi)下落的高度 m=5 m，所以3 s內(nèi)物體通過的路程為=25 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；平均速度 m/s=5 m/s，方向豎直向上，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；速度變化量為 m/s=30 m/s，方向向下，故選項(xiàng)D正確。7小明玩顛乒乓球的游戲，設(shè)乒乓球彈起后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，每次彈起的高度均為0.2 m（忽略空氣阻力、球與球拍的接觸時(shí)間，重力加速度取g=10 m/s2），則()A上升階段中，乒乓球加速度的方向豎直向上B乒乓球上升到最高點(diǎn)時(shí)，其加速度大小為零C乒乓球兩次彈起之間的時(shí)間間隔為0.2 sD小明每分鐘最多顛球150次【答案】D8從地面豎直上拋一物體A，同時(shí)在離地面某一高度處有一物體B做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩物體在空中同時(shí)到達(dá)同一高度時(shí)速度大小均為v，則下列說法正確的是()AA上拋的初速度與B落地時(shí)速度大小相等，都是2vB兩物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等CA上升的最大高度與B開始下落時(shí)的高度相同D兩物體在空中同時(shí)到達(dá)同一高度處一定是B開始下落時(shí)高度的中點(diǎn)【答案】AC【解析】設(shè)兩物體從下落到相遇的時(shí)間為t，豎直上拋物體的初速度為v0，則由題意可得gt=v0gt=v，解得v0=2v。根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，B自由落下到地面的速度為2v，在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，A豎直上拋物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，A正確；物體A能上升的最大高度，B開始下落的高度，顯然兩者相等，故選項(xiàng)C正確；兩物體在空中同時(shí)達(dá)到同一高度為，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。第部分非選擇題二、非選擇題：本題4個(gè)小題。將符合題意的內(nèi)容填寫在題目中的橫線上，或按題目要求作答。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。9伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)和加速度實(shí)驗(yàn)均被選為最完美的實(shí)驗(yàn)。在加速度實(shí)驗(yàn)中，伽利略將光滑的直木板槽傾斜固定，讓銅球從木槽頂端沿斜面滑下，并用水鐘測量銅球每次下滑的時(shí)間，研究銅球的運(yùn)動(dòng)路程與時(shí)間的關(guān)系。亞里士多德曾預(yù)言銅球的運(yùn)動(dòng)速度是均勻不變的，伽利略卻證明銅球的運(yùn)動(dòng)路程與時(shí)間的平方成正比。請(qǐng)將亞里士多德的預(yù)言和伽利略的結(jié)論分別用公式表示(其中路程用x，速度用v，加速度用a，時(shí)間用t表示)，亞里士多德的預(yù)言：_，伽利略的結(jié)論：_。伽利略的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之所以成功，主要原因是在自由落體的實(shí)驗(yàn)中，忽略了空氣阻力，抓住了重力這一要素，在加速度實(shí)驗(yàn)中，伽利略選用光滑直木板槽和銅球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究銅球運(yùn)動(dòng)，是為了減少銅球運(yùn)動(dòng)的_，同時(shí)抓住銅球受_這一要素?！敬鸢浮縳vtxat2阻力重力10在空中某點(diǎn)做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)8 s落地，其v-t圖象如圖所示，最高點(diǎn)離地面高度是_m，拋出點(diǎn)的高度是_m?！敬鸢浮?25；80【解析】由v-t圖線可知，物體從空中某點(diǎn)上升了3 s到達(dá)最高點(diǎn)，然后下落5 s落地，則最高點(diǎn)離地面的高度為m=125 m；拋出點(diǎn)距最高點(diǎn)的距離m=45 m，故拋出點(diǎn)的高度是125 m45 m=80 m。11以v0=12 ms的初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為0.5 kg的物體，取g=10 m/s2，不考慮空氣阻力，求小球上升的最大高度和回到拋出點(diǎn)的時(shí)間。【答案】7.2 m 2.4 s12如圖所示，離地面足夠高處有一豎直的空管，質(zhì)量為2 kg，管長為24 m，M、N為空管的上、下兩端，空管受到豎直向上的拉力作用，由靜止開始豎直向下做加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a=2 m/s2，同時(shí)在M處一個(gè)可看成質(zhì)點(diǎn)的小球沿管的軸線以初速度豎直上拋，不計(jì)一切阻力，取g=10 m/s2，求：（1）若小球上拋的初速度大小為10 m/s，經(jīng)過多長時(shí)間從管的N端穿出？（2）若此空管的N端距離地面64 m，欲使在空管到達(dá)地面時(shí)小球必須落到管內(nèi)，在其他條件不變的前提下，求小球的初速度大小的范圍?！敬鸢浮浚?）4 s （2）在29 m/s到32 m/s范圍內(nèi)【解析】（1）以向下方向?yàn)檎较蛟O(shè)經(jīng)t時(shí)間，小球從N端穿出，小球下落的高度h1=v0t+gt2空管下落的高度h2=at2則，h1h2=L聯(lián)立得：v0t+gt2at2=L代入數(shù)據(jù)解得：t=4 s，t=1.5 s（舍去）