2024-2025學(xué)年高中物理第二章勻變速直線運(yùn)動的研究第6節(jié)伽利略對自由落體運(yùn)動的研究同步訓(xùn)練含解析新人教版必修1

PAGE6-第6節(jié)伽利略對自由落體運(yùn)動的探討基礎(chǔ)訓(xùn)練1.依據(jù)伽利略得出的結(jié)論x∝t2可知:做自由落體運(yùn)動的物體在從靜止起先運(yùn)動的1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)通過的位移之比是(C)A.1∶2∶3 B.1∶3∶5C.1∶4∶9 D.1∶2∶32.伽利略用試驗(yàn)驗(yàn)證v∝t時遇到的困難是(C)A.沒有測量時間的儀器B.不能很精確地測定下落的距離C.不能測出下落物體的瞬時速度D.不能消退測量過程中阻力對試驗(yàn)的影響解析:雖然伽利略時代沒有精確測量時間的儀器,但對驗(yàn)證v∝t的關(guān)系而言,無法測出下落的瞬時速度是最大的困難(當(dāng)時對瞬時速度的含義還不清晰)。3.伽利略對自由落體運(yùn)動的探討,是科學(xué)試驗(yàn)和邏輯思維的完備結(jié)合。如圖所示,可大致表示其試驗(yàn)和思維的過程。對這一探討過程的分析,以下說法中正確的是(C)A.運(yùn)用丁圖進(jìn)行試驗(yàn)測量,再經(jīng)過合理的外推得到甲圖中物體的運(yùn)動規(guī)律B.分別對甲、乙、丙、丁四個圖進(jìn)行試驗(yàn),才能得到共同的規(guī)律C.運(yùn)用甲圖進(jìn)行試驗(yàn),更易精確測量數(shù)據(jù)探究得到物體的運(yùn)動規(guī)律D.運(yùn)用丁圖進(jìn)行試驗(yàn),更易精確測量數(shù)據(jù)探究得到物體的運(yùn)動規(guī)律解析:丁圖是合理外推的結(jié)果,A錯;甲圖是試驗(yàn)過程,乙、丙、丁圖是推理過程,B,D錯;由于當(dāng)時歷史條件所限,測量時間有困難,加速度較小的甲圖對應(yīng)的時間較長,測量誤差相對較小,C正確。4.在學(xué)習(xí)物理學(xué)問的同時,還應(yīng)當(dāng)留意學(xué)習(xí)物理學(xué)探討問題的思想和方法,從肯定意義上說,后一點(diǎn)甚至更重要。宏大的物理學(xué)家伽利略的探討方法對于后來的科學(xué)探討具有重大的啟蒙作用,至今仍舊具有重要意義。請你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過程,判定下列哪個過程是伽利略的探究過程(C)A.猜想—問題—數(shù)學(xué)推理—試驗(yàn)驗(yàn)證—合理外推—得出結(jié)論B.問題—猜想—試驗(yàn)驗(yàn)證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論C.問題—猜想—數(shù)學(xué)推理—試驗(yàn)驗(yàn)證—合理外推—得出結(jié)論D.猜想—問題—試驗(yàn)驗(yàn)證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論解析:伽利略的科學(xué)方法思路是通過對現(xiàn)象的視察分析、產(chǎn)生疑問、提出猜想,然后運(yùn)用邏輯推理,或是數(shù)學(xué)推演,得出推論,然后通過試驗(yàn)加以驗(yàn)證,最終對驗(yàn)證了的猜想進(jìn)行總結(jié)、外推,從而得出正確的結(jié)論,選項(xiàng)C正確。5.如圖所示是伽利略的斜面試驗(yàn),下表為某次試驗(yàn)的一組數(shù)據(jù)。據(jù)此他發(fā)覺xt時間t/單位12345678距離x/單位32130298526824119216002104解析:要說明xt2為常數(shù),則xt26.如圖是伽利略1604年做斜面試驗(yàn)時的一頁手稿照片,照片左上角有三列數(shù)據(jù),其次列是時間t,第三列是物體沿斜面運(yùn)動的距離x,但是第一列由于年頭久遠(yuǎn)已模糊。據(jù)探討這是伽利略在分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)時添加的,據(jù)此,他發(fā)覺xtA.物體下滑時的高度 B.物體下滑時的速度C.物體下滑的加速度 D.下滑時間t的二次方解析:伽利略對一個簡潔的加速運(yùn)動有兩種揣測:一是物體的速度隨位移勻稱改變,另一個是物體的速度隨時間勻稱改變。他信任后者可能更符合自然規(guī)律,并通過數(shù)學(xué)運(yùn)算得出結(jié)論:假如初速度為0,物體的速度隨時間勻稱改變,則其位移與時間的二次方成正比。伽利略做這個試驗(yàn)的目的就是驗(yàn)證自己的后一個揣測。正確選項(xiàng)為D。7.伽利略在探討自由落體運(yùn)動時,做了如下的試驗(yàn):他讓一個銅球從阻力很小(可忽視不計(jì))的斜面上由靜止起先滾下,并且做了上百次。假設(shè)某次試驗(yàn)伽利略是這樣做的:在斜面上任取三個位置A,B,C,讓小球分別由A,B,C滾下,如圖所示。設(shè)A,B,C與斜面底端的距離分別為s1,s2,s3,小球由A,B,C運(yùn)動到斜面底端的時間分別為t1,t2,t3,小球由A,B,C運(yùn)動到斜面底端時的速度分別為v1,v2,v3,則下列關(guān)系式中正確、并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面對下的運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動的是(D)A.v12=v22=v32C.s1-s2=s2-s3 D.s1t12解析:小球在斜面上三次運(yùn)動的位移不同,末速度肯定不同,選項(xiàng)A錯誤;由v=at可得a=vt,而三次下滑中的加速度相同,即v1t1=v2t2=v3t3,但是該結(jié)論不是當(dāng)是伽利略用來證用勻變速直線運(yùn)動的,選項(xiàng)B錯誤;由圖可知,s1-s2>s2-ss2t22=s3t3實(shí)力提升8.伽利略在探討運(yùn)動的過程中,創(chuàng)建了一套科學(xué)探討方法,如框圖所示:視察現(xiàn)象→提出假設(shè)→邏輯推理→4→修正推廣→……其中方框4中是(C)A.提出猜想 B.數(shù)學(xué)推理C.試驗(yàn)驗(yàn)證 D.合理外推解析:這是依據(jù)思維程序排序的問題,這一套科學(xué)探討方法要符合邏輯依次,即通過視察現(xiàn)象,提出假設(shè),依據(jù)假設(shè)進(jìn)行邏輯推理,然后對自己的邏輯推理進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,緊接著要對試驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行修正推廣。9.用如圖所示的方法可以測量人的反應(yīng)時間。試驗(yàn)時,上方的手捏住直尺的頂端,下方的手做捏住直尺的打算。當(dāng)上方的手放開直尺時,下方的手“馬上”捏住直尺。下列說法正確的是(B)A.圖中上方的手是受測者的B.圖中下方的手是受測者的C.圖中的兩只手應(yīng)是同一位同學(xué)的D.兩手間的距離越大,說明受測者的反應(yīng)時間越長解析:題圖中上方的手是釋放直尺者的,下方的手是受測者的,故選項(xiàng)A錯誤,B正確;圖中的兩只手應(yīng)是兩位同學(xué)的,故選項(xiàng)C錯誤;由h=12gt210.一個小石子從離地某一高度處由靜止自由落下,某攝影愛好者恰好拍到了它下落的一段軌跡AB。該愛好者用直尺量出軌跡的長度(照片與實(shí)際尺度比例為1∶10),如圖所示。已知曝光時間為0.01s,則小石子的動身點(diǎn)離A點(diǎn)約為(C)A.6.5m BC.20m D.45m解析:由題圖可知AB的長度為2cm,即0.02m,則AB的實(shí)際長度為0.2m,曝光時間為0.01s,所以AB段的平均速度的大小為v=0.20m/s,由于時間極短,故經(jīng)過A點(diǎn)的瞬時速度近似為20m/s,由自由落體的速度位移的關(guān)系式v2=2gh可得h=v22g=(11.一個物體從某個高度做自由落體運(yùn)動,它在第1s內(nèi)的位移恰好等于它最終1s內(nèi)位移的14,取g=10m/s2(1)第1s內(nèi)下落的距離;(2)物體在空中運(yùn)動的時間;(3)物體起先下落時離地面的高度。解析:(1)依據(jù)公式h=12gt2h1=12×10m/s2×(1s)2=5m(2)設(shè)物體起先下落時離地面的高度為H,下落時間為t,則有H=12gt2,H-4h1=12g(t-1s)解得t=2.5s。(3)由(2)得H=12×10m/s2×(2.5s)2=31.25m答案:(1)5m(2)2.5s(3)31.25m12.一次演習(xí)中,某空降特戰(zhàn)兵實(shí)施空降,在直升機(jī)懸停180m高的空中,空降特戰(zhàn)兵從機(jī)艙中一躍而下,把空降特戰(zhàn)兵空降假定為如下過程:空降特戰(zhàn)兵出飛機(jī)艙后先做自由落體運(yùn)動,下落了2s后打開輔傘,特戰(zhàn)兵馬上做勻速運(yùn)動,過了一段時間后打開主傘,特戰(zhàn)兵馬上做勻減速直線運(yùn)動,勻減速運(yùn)動6s后到達(dá)了“敵方”的地面,此時空降特戰(zhàn)兵的速度恰好為零,g取10m/s2.求:(1)空降特戰(zhàn)兵做自由落體運(yùn)動下落的距離;(2)空降特戰(zhàn)兵從出機(jī)艙到著地總時間。解析:(1)空降特戰(zhàn)兵做自由落體運(yùn)動下落的距離h1=12gt12=12×10m/s