2018高中物理 每日一題之快樂(lè)暑假 第18天 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究（含解析）新人教版.doc

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第18天 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 考綱要求：Ⅰ 難易程度：★★☆☆☆ 伽利略學(xué)科思想方法的核心是 A．邏輯推理和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合 B．猜想和假設(shè)相結(jié)合 C．理想模型 D．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 【參考答案】A 【試題解析】伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的卓越之處不是實(shí)驗(yàn)本身，而是實(shí)驗(yàn)所使用的獨(dú)特的方法：在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行理想化推理。伽利略思想方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）結(jié)合起來(lái)，選A。 【知識(shí)補(bǔ)給】 伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究 1．質(zhì)疑：對(duì)亞里士多德提出的落體規(guī)律（重物體下落得快、輕物體下落得慢）的懷疑。 2．歸謬：在重物體和輕物體間系線。重物體和輕物體作為整體更重，應(yīng)該下落得更快；重物體比輕物體下落得快，則輕物體與重物體相互拖拉，使整體下落的速度比重物體慢，比輕物體快。兩者產(chǎn)生矛盾。 3．猜想：重物體與輕物體下落得一樣快，自由落體運(yùn)動(dòng)與質(zhì)量無(wú)關(guān)，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 4．?dāng)?shù)學(xué)推理：初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中位移與時(shí)間的關(guān)系為x∝t2 5．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：由于當(dāng)時(shí)測(cè)量極短時(shí)間非常困難，伽利略采用了間接驗(yàn)證的方法，即斜面實(shí)驗(yàn)。 （1）當(dāng)斜面傾角一定時(shí)，判斷x∝t2是否成立； （2）改變小球的質(zhì)量，判斷x∝t2是否成立； （3）增大斜面的傾角，隨之增大，說(shuō)明小球的加速度增大。 6．合理外推：斜面傾角為90時(shí)，小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，則自由落體運(yùn)動(dòng)就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。 在物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程中，某位科學(xué)家開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，并用這種方法研究了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，這位科學(xué)家是 A．焦耳 B．伽利略 C．牛頓 D．安培 關(guān)于伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究，以下說(shuō)法正確的是 A．伽利略認(rèn)為在同一地點(diǎn)，重的物體和輕的物體下落快慢不同 B．伽利略猜想運(yùn)動(dòng)速度與下落時(shí)間成正比，并直接用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證 C．伽利略通過(guò)數(shù)學(xué)推演并用小球在斜面上運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證了位移與時(shí)間的平方成正比 D．伽利略用小球在斜面上運(yùn)動(dòng)驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)速度與位移成正比 伽利略是意大利偉大的科學(xué)家，他奠定了現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)，他的思想方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）和諧的結(jié)合起來(lái)，根據(jù)此種方法伽利略發(fā)現(xiàn)的規(guī)律有 A．質(zhì)量是物體慣性大小的量度 B．慣性定律 C．自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng) D．重的物體比輕的物體下落的快 伽利略曾說(shuō)過(guò)：“科學(xué)是在不斷改變思維角度的探索中前進(jìn)的”。他在著名的斜面實(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(kāi)始滾下，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和邏輯推理，得到的正確結(jié)論有 A．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的速度與時(shí)間成正比 B．傾角一定時(shí)，小球在斜面上的位移與時(shí)間成正比 C．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端時(shí)的速度與傾角無(wú)關(guān) D．斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間與傾角無(wú)關(guān) 伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)。他在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中采用過(guò)的方法有 ①測(cè)出相同長(zhǎng)度的斜面在不同傾角時(shí)，物體落到斜面底端的速度v和所用時(shí)間t，比較v/t的比值大小 ②用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 ③改變斜面傾角，比較各種傾角得到的x/t2的比值大小 ④將斜面實(shí)驗(yàn)的結(jié)果合理“外推”，說(shuō)明自由落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻變速直線運(yùn)動(dòng) A．①②③④ B．①③④ C．①④ D．③④ 伽利略在1604年的斜面實(shí)驗(yàn)中曾經(jīng)記錄了物體沿斜面下滑時(shí)，下滑時(shí)間（表中第二列）與下滑距離（表中第三列）的數(shù)據(jù)如下表所示，表中第一列數(shù)據(jù)是伽利略分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)添加的。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，伽利略可以得出的結(jié)論是 A．沒(méi)有外力時(shí)物體將做直線運(yùn)動(dòng) B．物體的慣性可以用質(zhì)量來(lái)量度 C．物體下滑的加速度越來(lái)越大 D．物體下滑的距離與時(shí)間的平方成正比 伽利略通過(guò)著名的“斜面實(shí)驗(yàn)”的研究，進(jìn)而得出了自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。以下說(shuō)法符合科學(xué)史實(shí)的是 A．斜面實(shí)驗(yàn)是為了便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的速度和路程 B．斜面實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)觀察與計(jì)算直接得到落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 C．伽利略開(kāi)創(chuàng)了運(yùn)用邏輯推理和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的科學(xué)方法 D．小球多次從不同起點(diǎn)滾下的位移與所用時(shí)間的比值保持不變 【參考答案】 B 伽利略設(shè)想了理想斜面實(shí)驗(yàn)，推導(dǎo)出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，開(kāi)創(chuàng)了理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法，研究了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。伽利略開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的科學(xué)方法，并用這種方法研究了落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。故選B。 【點(diǎn)睛】本題考查物理學(xué)史，是常識(shí)性問(wèn)題，對(duì)于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一。 和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）和諧的結(jié)合起來(lái)得出的結(jié)論只有C，故C正確，ABD錯(cuò)誤。 A 伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定出小球沿斜面下滑的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間的二次方成正比，并證明了速度隨時(shí)間均勻變化，B錯(cuò)誤，A正確；若斜面光滑，C選項(xiàng)從理論上講是正確的，但伽利略并沒(méi)有能夠用實(shí)驗(yàn)證明這一點(diǎn)，C錯(cuò)誤；斜面長(zhǎng)度一定時(shí)，小球從頂端滾到底端所需的時(shí)間隨傾角的增大而減小，D錯(cuò)誤。 一列數(shù)據(jù)對(duì)比可以得到，第一列數(shù)據(jù)為時(shí)間的平方，而第一列和第三列是正比關(guān)系，故D正確。故D正確，ABC錯(cuò)誤。 C 斜面實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測(cè)量小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，斜面實(shí)驗(yàn)不可以通過(guò)觀察與計(jì)算直接得到落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；伽利略為了研究自由落體的規(guī)律，將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為著名的“斜面實(shí)驗(yàn)”，伽利略開(kāi)創(chuàng)了運(yùn)用數(shù)學(xué)推理和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的科學(xué)方法，選項(xiàng)C正確；小球多次從不同起點(diǎn)滾下的位移與所用時(shí)間的二次方的比值保持不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。