高一物理 第二章第六節(jié)《伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究》同步訓(xùn)練 新人教版必修1（通用）

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1、第2章 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 1．(北師大附中09－10學(xué)年高一上學(xué)期期中)在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中，下面的那位科學(xué)家首先建立了平均速度、瞬時(shí)速度、加速度等概念用來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)，并首先采用了用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而有力地推進(jìn)了人類科學(xué)的發(fā)展(　　) A．亞里士多德　　　　　 B．伽利略 C．牛頓 D．愛(ài)因斯坦 答案：B 2．一個(gè)鐵釘與一個(gè)同質(zhì)量的棉花團(tuán)同時(shí)從同一高處下落，總是鐵釘先落地，這是因?yàn)? (　　) A．鐵釘比棉花團(tuán)重 B．鐵釘比棉花團(tuán)密度大 C．棉花團(tuán)受到空氣阻力大 D．鐵釘?shù)募铀俣缺让藁▓F(tuán)的大

2、答案：C 3．1971年7月26日發(fā)射的阿波羅－15號(hào)飛船首次把一輛月球車送上月球，美國(guó)宇航員斯科特駕駛月球車行駛28公里，并做了一個(gè)落體實(shí)驗(yàn)：在月球上的同一高度同時(shí)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(dòng)，重力加速度為9.8m/s2 D．鐵錘和羽毛都做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地 答案：D 解析：因?yàn)樵虑蛏蠜](méi)有空氣，所以鐵錘和羽毛的運(yùn)動(dòng)情況完全相同． 4．踢毽子是我國(guó)民間的一項(xiàng)體育游戲，被人們譽(yù)為“生命的蝴蝶”．近年來(lái)，踢毽子成為全民健身活動(dòng)之一．毽子由羽毛和銅錢組成，在下落時(shí)總是銅

3、錢在下羽毛在上，如圖所示，對(duì)此分析正確的是(　　) A．銅錢重，所以總是銅錢在下羽毛在上 B．如果沒(méi)有空氣阻力，也總是出現(xiàn)銅錢在下羽毛在上的現(xiàn)象 C．因?yàn)榭諝庾枇Φ拇嬖冢钥偸倾~錢在下羽毛在上 D．毽子的自由下落是自由落體運(yùn)動(dòng) 答案：C 解析：羽毛受到的空氣阻力與自身重力相差不多，對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響很大，而羽毛又和銅錢具有相同的運(yùn)動(dòng)情況，故羽毛要受銅錢較大的拖動(dòng)作用，即羽毛的運(yùn)動(dòng)主要是靠銅錢的帶動(dòng)，所以毽子下落時(shí)總是銅錢在下面拉著羽毛．銅錢重不是根本原因，A錯(cuò)，C對(duì)；如沒(méi)有空氣阻力，銅錢和羽毛的相對(duì)位置是隨機(jī)的，B錯(cuò)；可見(jiàn)空氣阻力不能忽略，毽子不是自由落體運(yùn)動(dòng)． 5．在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的

4、同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)十分注意學(xué)習(xí)物理學(xué)研究問(wèn)題的思想和方法，從一定意義上說(shuō)，后一點(diǎn)甚至更重要．偉大的物理學(xué)家伽利略的研究方法對(duì)于后來(lái)的科學(xué)研究具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義．請(qǐng)你回顧伽利略探究物體下落規(guī)律的過(guò)程，判定下列哪個(gè)過(guò)程是伽利略的探究過(guò)程(　　) A．猜想—問(wèn)題—數(shù)學(xué)推理—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—合理外推—得出結(jié)論 B．問(wèn)題—猜想—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論 C．問(wèn)題—猜想—數(shù)學(xué)推理—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—合理外推—得出結(jié)論 D．猜想—問(wèn)題—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—數(shù)學(xué)推理—合理外推—得出結(jié)論 答案：C 解析：伽利略探究物體下落規(guī)律的過(guò)程是：先對(duì)亞里士多德對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的觀察得出的結(jié)論提出質(zhì)疑——大小石

5、塊捆在一起下落得出矛盾的結(jié)論，猜想——下落的運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，速度與時(shí)間成正比；數(shù)學(xué)推理—如果v∝t，則有h∝t2；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——設(shè)計(jì)出斜面實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行研究，得出光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律h∝t2；合理外推——將光滑斜面上滑下的物體的規(guī)律h∝t2推廣到落體運(yùn)動(dòng)，從探究的過(guò)程看，答案應(yīng)是C. 6．請(qǐng)你根據(jù)下圖漫畫“洞有多深？”提供的情境，回答下列問(wèn)題： (1)他們依據(jù)________規(guī)律，估算洞的深度． (2)他們估算洞的深度的方法是(寫出主要方程式、計(jì)算過(guò)程)： _____________________________________________________________

6、___________. (3)請(qǐng)你對(duì)該方法進(jìn)行評(píng)估： 該方法的優(yōu)點(diǎn)： ________________________________________________________________________； 該方法的不足： ________________________________________________________________________. 答案：(1)自由落體運(yùn)動(dòng) (2)∵h(yuǎn)＝gt2，g≈10m/s2，t＝2s ∴h＝20m (3)該方法的優(yōu)點(diǎn)： ①所使用的儀器設(shè)備簡(jiǎn)單； ②測(cè)量方法方便； ③g的取值熟悉； ④運(yùn)算簡(jiǎn)便； 該

7、方法的不足： ①測(cè)量方法粗略，誤差較大； ②石塊下落的初速度不為零，不是真正的自由落體運(yùn)動(dòng)； ③石塊下落有空氣阻力，會(huì)造成一定的誤差； ④未考慮聲音傳播需要的時(shí)間． 7．在現(xiàn)實(shí)中，雨滴大約在1.5km左右的高空形成并開(kāi)始下落，計(jì)算一下，若該雨滴做自由落體運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)的速度是多大？遇到過(guò)這樣快速的雨滴嗎？據(jù)資料顯示，落到地面的雨滴速度一般不超過(guò)8m/s，為什么它們的差別會(huì)這么大？ 答案：由v2＝2gh易計(jì)算得到v＝173m/s. 實(shí)際上雨滴下落到地面前，大約以8m/s的速度勻速下落． 那么雨滴在下落時(shí)的速度為什么會(huì)這么小？ 原因是雨滴在下落時(shí)要與它正下方的小水滴(上升的水汽

8、)相碰并吸收，由于小水滴的阻礙作用，減慢了它下落的速度，雨滴下落的速度越大，這種阻礙作用越強(qiáng)，當(dāng)雨滴的重力與阻礙的力相等時(shí)，雨滴就會(huì)勻速下落．當(dāng)雨滴的半徑大到某一程度時(shí)，受到氣流的影響而會(huì)分裂，較大的部分繼續(xù)下落，而較小的又會(huì)隨上升的氣流上升，又起到阻礙大雨滴下落的作用，所以我們看到的雨滴不會(huì)太大，就是這個(gè)道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超過(guò)8m/s. 能力提升 1．伽利略用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證v∝t的最大困難是(　　) A．不能很準(zhǔn)確地測(cè)定下落的距離 B．不能測(cè)出下落物體的瞬時(shí)速度 C．當(dāng)時(shí)沒(méi)有測(cè)量時(shí)間的儀器 D．當(dāng)時(shí)沒(méi)有記錄落體運(yùn)動(dòng)的數(shù)碼相機(jī) 答案：B 2．唐代大詩(shī)人

9、李白的“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”描述了廬山瀑布的美景．如果三尺為1m，則水落到地面的速度約為(設(shè)初速度為零)(　　) A．100m/s B．140m/s C．200m/s D．1000m/s 答案：B 3．A物體重量是B物體重量的兩倍，A從H，B從2H高度同時(shí)開(kāi)始自由下落(不計(jì)空氣阻力，下落時(shí)間大于1s)(　　) A．落地前同一時(shí)刻B比A的速度大 B．1s末A、B速度相等 C．兩物體落地時(shí)速度相同 D．下落1m所需時(shí)間相同 答案：BD 解析：A、B兩物體都做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，與重量無(wú)關(guān)所以下落相同時(shí)間速度相等，下落相同位移所需時(shí)間相

10、同，B、D正確． 4．從塔頂釋放一個(gè)小球A,1s后從同一地點(diǎn)再釋放一個(gè)小球B，設(shè)兩球都做自由落體運(yùn)動(dòng)，則落地前，A、B兩球之間的距離(　　) A．保持不變 B．不斷增大 C．不斷減小 D．有時(shí)增大，有時(shí)減小 答案：B 解析：設(shè)B球運(yùn)動(dòng)了時(shí)間t，則hB＝gt2，hA＝g(t＋1)2.A、B兩球間距離h＝hA－h(huán)B＝g(2t＋1)，可見(jiàn)A、B兩球間距離h隨時(shí)間而逐漸增大，故B項(xiàng)正確． 5．用滴水法可以測(cè)定重力加速度的值，方法是：在自來(lái)水龍頭下面固定一塊擋板A，使水一滴一滴斷續(xù)地滴落到擋板上，如圖所示，仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭，使得耳朵剛好聽(tīng)到前一個(gè)水滴滴在擋板上的聲音的同時(shí)，

11、下一個(gè)水滴剛好開(kāi)始下落．首先量出水龍頭口離擋板的高度h，再用秒表計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)方法是：當(dāng)聽(tīng)到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時(shí)，開(kāi)啟秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)“1”，以后每聽(tīng)到一聲水滴聲，依次數(shù)“2,3…，”一直數(shù)到“n”時(shí)，按下秒表按鈕停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的示數(shù)為t. (1)寫出用上述方法測(cè)量計(jì)算重力加速度g的表達(dá)式：g＝________； (2)為了減小誤差，改變h的數(shù)值，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中(表中t′是水滴從水龍頭口到A板所用的時(shí)間，即水滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間)，請(qǐng)?jiān)趫D中所示的坐標(biāo)紙上作出適當(dāng)?shù)膱D象，并利用圖象求出重力加速度g的值：g＝________(要求兩位有效數(shù)字)． 次數(shù) 高度h

12、/cm 空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t′/s 1 20.10 0.20 2 25.20 0.23 3 32.43 0.26 4 38.45 0.28 5 44.00 0.30 6 50.12 0.32 答案：(1)g＝，(2)9.78m/s2 解析：(1)滴水的周期就是水滴自由下落的時(shí)間，所以T＝，由h＝gT2得，g＝ (2)提示：認(rèn)真描點(diǎn)作圖，求出斜率k＝tanθ＝＝g，可求出g，解得g＝9.78m/s2 6．如圖所示是小球做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片，照片中相鄰小球的像是相隔同樣的時(shí)間(s)拍攝到的． (1)根據(jù)這張頻閃照片，判斷出做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球是否

13、具有加速度．說(shuō)明理由． (2)嘗試從這張頻閃照片出發(fā)，推測(cè)出自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律． 答案：(1)根據(jù)這張頻閃照片，我們可以判斷出做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球具有加速度．因?yàn)樵谙嗤臅r(shí)間間隔內(nèi)，小球下落的距離并不相等，從照片上看，越往下，間隔越大，說(shuō)明小球做的是加速運(yùn)動(dòng)． 用直尺可測(cè)量出圖中后邊四段的位移分別是0.9cm、1.2cm、1.5cm、1.8cm相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差為： Δx1＝1.2cm－0.9cm＝0.3cm， Δx2＝1.5cm－1.2cm＝0.3cm， Δx3＝1.8cm－1.5cm＝0.3cm 有Δx1＝Δx2＝Δx3 所以自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

14、． 7．(福建泉州市09－10學(xué)年高一新課標(biāo)水平測(cè)試)比薩斜塔是世界建筑史上的一大奇跡．如圖所示，已知斜塔第一層離地面的高度h1＝6.8m，為了測(cè)量塔的總高度，在塔頂無(wú)初速度釋放一個(gè)小球，小球經(jīng)過(guò)第一層到達(dá)地面的時(shí)間t1＝0.2s，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力． (1)求斜塔離地面的總高度h； (2)求小球從塔頂落到地面過(guò)程中的平均速度. 答案：(1)61.25m　(2)17.5m/s 解析：(1)設(shè)小球到達(dá)第一層時(shí)的速度為v1，則有 h1＝v1t1＋gt，得 v1＝ 代入數(shù)據(jù)得v1＝33m/s 塔頂離第一層的高度h2＝＝54.45m 所以塔的總高度h＝h1＋h2＝61.25m (2)小球從塔頂落到地面的總時(shí)間t＝＝3.5s 平均速度＝＝17.5m/s.