2019學(xué)年高一物理同步精品課堂(基礎(chǔ)版)：(練)專題2.6伽利略對自由落體運(yùn)動的研究(解析版)

1、2019 學(xué)年新物理人教版必修 1 同步精品課堂第二章 勻變速直線運(yùn)動的研究2.6伽利略對自由落體運(yùn)動的研究* *- 課堂練習(xí)課堂練習(xí)-1. 1971 年 7 月 26 日發(fā)射的阿波羅一 15 號飛船首次把一輛月球車送上月球， 美國宇航員斯科 特駕駛月球車行駛 28 公里，并做了一個落體實(shí)驗(yàn)：在月球上的同一高度同時釋放羽毛和鐵 錘，出現(xiàn)的現(xiàn)象是（月球上是真空）： （）A.羽毛先落地，鐵錘后落地B .鐵錘先落地，羽毛后落地C .鐵錘和羽毛都做自由落體運(yùn)動，重力加速度為9.8m/s2D .鐵錘和羽毛都做自由落體運(yùn)動，同時落地【答案】D【解析】因?yàn)樵虑蛏蠜]有空氣，所以鐵錘和羽毛的運(yùn)動情況完全相同。2

2、如圖所示為伽利略研究自由落體運(yùn)動規(guī)律時設(shè)計的斜面實(shí)驗(yàn)，他讓銅球沿阻力很小的斜面從靜止?jié)L下，利用滴水計時記錄銅球運(yùn)動的時間。關(guān)于伽利略的“斜面實(shí)驗(yàn)”，下列說法中不正確的是：（）A. 實(shí)驗(yàn)中斜面起到了 “沖淡”重力的作用，便于利用滴水計時記錄銅球運(yùn)動時間B. 若斜面長度一定，小球由靜止從頂端滾到底端時的速度大小與傾角無關(guān)C. 若斜面傾角一定，不同質(zhì)量的小球由靜止從頂端滾到底端的時間相同D. 若斜面傾角一定，在斜面上不同的位置釋放小球，小球在斜面上運(yùn)動的平均速度與時間成 正比【答案】B【解析】自由落體運(yùn)動下落很快，不易計時，伽利略讓小球沿阻力很小的斜面滾下，延長了小球的運(yùn)1動時間，沖淡” 了重力的作

3、用，故 A 正確；小球沿斜面下落_ m/ = mgh = mgl si，若2斜面長度 I 一定斜面的傾角越大，小球獲得的速度越大，故B 錯誤；小球沿斜面下滑，做勻加速直線運(yùn)動，由mg sinv - ma可知，加速度a =gsinv，所以斜面傾角一定，加速度與質(zhì)量無關(guān)，質(zhì)量不同的小球加速度都相等，運(yùn)動規(guī)律相同，由靜止從頂端滾到底端的時間相同，故 C 正確；小球由靜止滑下，滑到底端所用時間為 t，獲得的速度為 v,平均速度v =1v =1gt，2 2所以小球在斜面上運(yùn)動的平均速度與時間成正比，故D 正確。3.針對伽利略對自由落體運(yùn)動的研究內(nèi)容及過程，有以下敘述：（）1伽利略借助數(shù)學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，

4、如果速度與位移成正比，將會得到錯誤的結(jié)論；2伽利略通過邏輯得出亞里士多德的結(jié)論是錯誤的；3伽利略做了大膽的猜想：落體運(yùn)動應(yīng)該是一種簡單的運(yùn)動，落體的速度與時間或位移成正比；4伽利略通過銅球沿阻力很小的斜面滾下這一嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的實(shí)驗(yàn)測定，得出只要傾角一定，銅球的加速度不變，他進(jìn)一步設(shè)想當(dāng)傾角為90時，運(yùn)動變?yōu)樽杂陕潴w，其性質(zhì)不變，且所有物體下落的加速度都一樣，到此人類終于認(rèn)識到自由落體運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動。根據(jù)伽利略研究的真實(shí)過程，你認(rèn)為科學(xué)合理的排序的是（）A.B.C. D.【答案】A【解析】伽利略對目宙落體運(yùn)動的研究過程是這樣的：伽利略通過邏輯得出亞里士多德的結(jié)論罡錯誤的？伽剎略做 了大B旦的猜

5、想：落體運(yùn)動應(yīng)該量一?惱單的運(yùn)動，落體的速度與時間或位移成正比；伽利略借肋數(shù)學(xué)知識 和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果速度與位移成正比，將會得到錯誤的結(jié)論,伽利略通過銅球沿阻力很小的斜面滾下這一 嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的實(shí)驗(yàn)測定得出只要傾角一定，銅球的加速度不變，他進(jìn)一步設(shè)想當(dāng)傾角為90c時，運(yùn)動變?yōu)?自由落體，其性質(zhì)不變，且所有物體下落的加速度都一樣，到此人類終于認(rèn)識到自由落體運(yùn)動是勻變速直 線運(yùn)動.故正確的順序?yàn)椋?故選兒4近年來測重力加速度 g 值的一種方法叫 對稱自由下落法”，具體做法是：將真空長直管沿 豎直方向放置，自其中 0點(diǎn)向上拋小球又落至原處所用時間為t2，在小球運(yùn)動過程中經(jīng)過比0 點(diǎn)高 h 的 B 點(diǎn)，小球

6、離開 B 點(diǎn)至又回到 B 點(diǎn)所用時間為 1，測得右、t2、h，則重力加速度的表達(dá)式為：（）2h4hA、2 2B、2 2t2t2-t!8h16hC、22D22t2-t1t2-t1【答案】C【解析】將小球的運(yùn)動分解為豎直向上的勻減速直線運(yùn)動和豎直向下的自由落體運(yùn)動，根據(jù) 則從最高點(diǎn)下落到 0 點(diǎn)所用時間為t2，故Vo =t2g，從最高點(diǎn)下落到 P 點(diǎn)所用時間為tl，則2 2 2Vo =Vp =3，則從 P 點(diǎn)下落到 O 點(diǎn)的過程中的平均速度為V =V+VB，從 P 點(diǎn)下落到 O 點(diǎn)的2 2時間為t=色_匕，根據(jù)H =Vt可得H=V+VB I屯匕=丄|31g +EgUET）,2 2J 2八2 2丿2

7、（22丿2解得g二28h2，C正確；t2-tl【名師點(diǎn)睛】對稱自由落體法實(shí)際上利用了豎直上拋運(yùn)動的對稱性，所以解決本題的關(guān)鍵是將整個運(yùn)動分解成向上的勻減速運(yùn)動和向下勻加速運(yùn)動，利用下降階段即自由落體運(yùn)動階段 解題另外本題用到了利用平均速度求解位移的方法:5如圖所示，用一把直尺可以測量神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)速度?，F(xiàn)有甲、乙兩同學(xué)，甲同學(xué)用手指拿著一把長 50 cm 的直尺，乙同學(xué)把手放在零刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備，當(dāng)甲同學(xué)松開直尺，乙同學(xué)見到直尺下落時，立即用手抓住直尺，記錄抓住處的數(shù)據(jù)（尺子下落的距離），重復(fù)以上步驟多次?，F(xiàn)有乙同學(xué)測定神經(jīng)系統(tǒng)的反應(yīng)速度得到以下數(shù)據(jù)（單位：cm）,則下列說法正確的是：（

8、A. 第一次測量的反應(yīng)時間最長B.第一次測量的反應(yīng)時間為2 SC.第二次抓住之前的瞬間，直尺的速度約為 4 m/sD.若某同學(xué)的反應(yīng)時間為 0. 4 s,則該直尺將無法測量該同學(xué)的反應(yīng)時間【答案】D【解析】尺子下落的時間為該同學(xué)的反映時間J根據(jù)自由落體規(guī)律 2 亍可知，尺子下落的距離越大，人的反映 時間越長，故第二次測量的反應(yīng)時間最長，2錯誤； 因?yàn)榭潭瘸叩娜锌谔幾钕冉?jīng)過人手， 所以第一次尺子 下落的位移為30cm,2 啟可得第一次測量的反應(yīng)時間為 2 匸陽二普點(diǎn)，E錯誤,第二次抓住之 前的瞬間，直尺的速度約：v =t上二t下，第一次第二次第三次2045302x10 x（0.5-0.45） =

9、 lm故C錯誤若某同學(xué)的反應(yīng)時間為0. 4亦貝U下落的高度； = |；=10 x0.4 = 0 8m,大于該直尺的長度，所執(zhí)將無法測量該同 丄.學(xué)的反應(yīng)時間-故D正確.【名師點(diǎn)睛】關(guān)鍵是知道在乙同學(xué)的反應(yīng)時間內(nèi)，直尺做自由落體運(yùn)動，根據(jù)下降的高度，通過位移時間公式求出自由下落的時間.6 關(guān)于自由落體加速度 g,下列說法正確的是：（）A.重的物體的 g 值大B.g 值在任何地方都一樣大C.g 值在赤道處大于南北兩極處D .同一地點(diǎn)輕重物體的 g 值一樣大【答案】D【解析】 重力加速度與物體無關(guān)，僅與地理位置有關(guān)，且赤道處最小，兩極最大，同一地點(diǎn)g 是恒定值，故 D 正確，其余選項(xiàng)錯誤.7.（多選

10、）有一直升機(jī)停在 200 m 高的空中靜止不動，有一乘客從窗口由靜止每隔1 秒釋放一個鋼球（不計空氣阻力），則關(guān)于鋼球在空中的排列情況的說法正確的是：（）A.相鄰鋼球間距離相等B .越靠近地面，相鄰鋼球的距離越大C .在落地前，早釋放的鋼球速度總是比晚釋放的鋼球的速度大D .早釋放的鋼球落地時的速度大【答案】BC【解析】 題中每個鋼球的運(yùn)動情況是完全一樣的：同高度且都是自由落體運(yùn)動.由于釋放時刻不一樣，同一時刻的速度不一樣，但落地時的速度均是一樣的.由于先釋放的小球的速度大于后釋放的小球的速度，所以相鄰兩球的距離是越來越大的，A, D 錯，C 正確；從公式 x12121一乙= ?gt、x甲=2

11、90+ 1）、x甲一 x乙=gt+ 可知時間間隔越長，兩球的距離越大，所以越靠近地面，兩球距離越大， B 正確.& （多選）人類對落體運(yùn)動的認(rèn)識經(jīng)歷了差不多兩千年的時間，下列有關(guān)落體運(yùn)動的說法正確的是：（）A. 亞里士多德認(rèn)為物體下落的快慢由其物重決定B. 如果完全排除空氣的阻力，落體運(yùn)動就成為自由落體運(yùn)動C. 考慮空氣阻力的影響，較輕的物體下落的快一些D. 伽利略在研究落體運(yùn)動時用到了理想斜面實(shí)驗(yàn)【答案】AB【解析】亞里士多德認(rèn)為物體下簪的快慢是由它們的重量決走的，重物比輕物下落快，故盒正確,節(jié)用J略把日常生 活中見到的較重的物體下落得比較快的原因歸之于空氣阻力對不同物體的影響不同，如果完全

12、曲瞼空氣的 阻力物體運(yùn)動就成為自由落體運(yùn)動，故B正確$伽剎略運(yùn)用邏輯推理證明了考慮空氣陽力的影響輕輕 的物休下落的慢一些，故C錯誤；伽利略在研究落體運(yùn)動時沒有用到了理想斜面實(shí)驗(yàn).該實(shí)驗(yàn)是在研究牛 頓第一走律時才引入的，故D錯誤！【名師點(diǎn)睛】對物理學(xué)的發(fā)展史要了解，特別是一些物理學(xué)家對物理學(xué)史的貢獻(xiàn)更應(yīng)當(dāng)了解，屬于物理常識，要加強(qiáng)記憶.9.實(shí)驗(yàn)室備有下列儀器：A .長度為 1m、最小刻度為毫米的刻度尺；B .長度為 1m、最小刻度為分米的刻度尺；C 秒表；D .打點(diǎn)計時器；E. 低壓交流電源（50 Hz）；F. 低壓直流電源；G .天平.為了測量重錘下落的加速度的數(shù)值，上述儀器中必須有的是 _

13、（填字母代號），實(shí)驗(yàn)是通過研究重錘做_ 運(yùn)動來測量重錘下落加速度的.把重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計時器，當(dāng)重錘自由下落時，打點(diǎn)計時器在紙帶上打出一系列的點(diǎn).取連續(xù)清晰的7 個點(diǎn)，用刻度尺測出第 2、3、4、5、6、7 各點(diǎn)與第 1 點(diǎn)的距離 d 如下表所示.請用這些數(shù)據(jù)求出重力加速度的測量值.點(diǎn)的次序1234567距離 d/cm06.012.519.326.534.142.1【答案】ADE 自由落體 9.72 m/s2【解析】算出各點(diǎn)的速度，畫出速度 T 寸間鹽，由圖線的斜率可得重錘下落的加速度即重力加速爲(wèi)或 者由速度值求加速度，再取平均值*也可用逐差法直接求加速度，再取平堆T值.實(shí)臉

14、時，上述儀器中必須有的杲：低壓交茨電源內(nèi)Hz）#附點(diǎn)計時器|用來打點(diǎn)h法及長度為10最小刻 度為毫米的刻度尺（用來測量點(diǎn)跡之間的距離）-我們用逐差法來求重力加速度的測量值根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，可得紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的距離依 次為：di= 6.0 cm,d2= 12.5 cm 6.0 cm= 6.5 cm,d3= 19.3 cm 12.5 cm= 6.8 cm,d4= 26.5 cm 19.3 cm= 7.2 cm,d5= 34.1 cm 26.5 cm= 7.6 cm,d6= 42.1 cm 34.1 cm= 8.0 cm.可得重錘下落的加速度為：(d6+ d5+ d4) ( d3+ d2+ d1)g=9T* 210為了制止高樓住戶向窗子外隨意丟垃圾的陋習(xí)，有人提出如下設(shè)想：在底層住戶窗子上、下邊框安裝光電探測裝置，利用自由落體運(yùn)動規(guī)律發(fā)現(xiàn)丟棄物件住戶的樓層高度設(shè)底 層住戶窗子上、下邊框之