高中物理 第2章 探究勻變速直線運動規(guī)律 第1節(jié) 探究自由落體運動學業(yè)分層測評 粵教版

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探究自由落體運動 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．在物理學的發(fā)展歷程中，下面的哪位科學家首先建立了用來描述物體的運動的概念，并首先采用了實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學方法，把實驗和邏輯推理和諧地結(jié)合起來，從而有力地推進了人類科學的發(fā)展(　　) A．亞里士多德　　 B．伽利略 C．牛頓 D．愛因斯坦 【解析】　在物理學發(fā)展史上，是伽利略建立了物理學的正確的研究方法，推進了人類科學的發(fā)展． 【答案】　B 2．(多選)在塔頂端同時釋放體積大小相等的實心鐵球和空心鐵球，下列說法中正確的是(　　) A．它們受到的空氣阻力對運動的影響相同 B．忽略空氣阻力，它們的加速度相等 C．忽略空氣阻力，它們落地的速度不等 D．忽略空氣阻力，它們下落的時間相等 【解析】　大小相等的實心鐵球和空心鐵球受到空氣阻力相等，但由于它們的重力不同，故阻力對運動的影響不同，A錯誤．在忽略空氣阻力的情況下，兩球均做自由落體運動，下落的快慢程度相同，加速度相等．因下落高度相等，故下落時間相等，落地速度相等，所以B、D正確，C錯誤． 【答案】　BD 3．如圖218，在牛頓管實驗中，有空氣的和抽掉空氣的兩根管中的錢幣和羽毛下落情況不同，這個實驗說明的道理是(　　) 圖218 A．真空管中的羽毛比有空氣的管中的羽毛受到的重力大 B．羽毛比錢幣下落慢的原因是由于羽毛受到空氣阻力作用，錢幣不受空氣阻力作用 C．羽毛比錢幣下落慢的原因是因為羽毛的體積比錢幣大 D．所有物體如果不受空氣阻力，只在重力作用下，在同一地方由靜止釋放，下落的快慢均相同 【解析】　在空氣中，羽毛受到的空氣阻力不能忽略，對其運動影響較大，錢幣受到的空氣阻力遠小于重力，對其運動的影響很小，所以羽毛比錢幣下落慢，真空中，不受空氣阻力，只受重力時，二者下落的快慢相同，故D對． 【答案】　D 4．(多選)小紅同學在探究自由落體運動規(guī)律時，從生活情景中選出下列四種運動情況進行探究，你認為哪一個選項中的物體所做的運動符合自由落體運動規(guī)律(　　) 在月球上的同一高度同 跳傘運動員從高空下落 時釋放的羽毛和鐵錘 B (月球上為真空) A 跳水運動員入水過程 從山澗落下的瀑布 C D 【解析】　月球上為真空，羽毛和鐵錘下落過程中只受重力作用，v0＝0，故它們的運動符合自由落體運動，A對；B、C兩項中運動員在運動過程中所受空氣阻力和水的阻力都不能忽略，故其運動不符合自由落體運動規(guī)律，B、C錯；D項中瀑布從山澗下落時空氣阻力可以忽略，v0近似認為為零，故可看作自由落體運動．D對． 【答案】　AD 5.(多選)伽利略在研究自由落體運動時，設(shè)計了如圖219所示的斜面實驗．下列哪些方法是他在這個實驗中采用過的(　　) 圖219 A．用秒表計時 B．用打點計時器打出紙帶進行數(shù)據(jù)分析 C．改變斜面傾角，比較各種傾角下的大小 D．將斜面實驗的結(jié)果合理外推，說明自由落體運動是特殊的勻變速直線運動 【解析】　伽利略采用的計時方法是滴水計時，A錯誤，B錯誤；研究自由落體運動時，伽利略采用數(shù)學推理得出結(jié)論：若速度隨時間均勻變化，則位移與時間的二次方成正比，C正確；伽利略將斜面實驗的結(jié)果合理外推到自由落體運動，D正確． 【答案】　CD 6．(多選)(2015大連檢測)如圖2110，由頻閃照片我們可以觀察到小球在自由下落過程中間隔相同時間的不同位置．由此，我們可以判斷，從某一高度相隔1 s先后釋放兩個相同的小球甲和乙，不計空氣阻力，則(　　) 圖2110 A．甲、乙兩個小球的速度越來越大 B．甲、乙兩個小球的距離越來越大 C．甲、乙兩個小球的距離總保持不變 D．甲、乙兩個小球的距離變化無法判斷 【解析】　如圖所示，設(shè)甲小球在4位置時，乙小球在1位置開始下落，由于頻閃照片是經(jīng)相同時間記錄小球的位置，那么當甲小球運動到5位置時，乙小球會運動2位置；甲小球運動到6位置時，乙小球會運動到3位置，以此類推從圖中就可以讀出兩個小球運動過程中的距離變化，這個距離是越來越大的．兩小球的速度也越來越大． 【答案】　AB 7．由伽利略的推理s∝t2，關(guān)于自由落體運動的物體它下落一半高度所用的時間和全程所用時間之比為(　　) A.　　　 B.　　　 C．2　　　 D. 【解析】　由于s∝t2故∝t′2，所以t′＝t. 【答案】　B 8．(多選)下列關(guān)于自由落體運動的說法正確的是(　　) A．物體從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動 B．物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動 C．從靜止開始下落的小鋼球，因受空氣阻力作用，不能看成自由落體運動 D．從靜止開始下落的小鋼球，所受空氣阻力對其運動的影響很小，可以忽略，可以看成自由落體運動 【解析】　物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動．在空氣中，如果空氣阻力比較小，可以忽略時，物體的下落也可以看做自由落體運動．故B、D正確． 【答案】　BD [能力提升] 9．在一次演示實驗中，一個小球在斜面上滾動，小球滾動的距離和運動時間之間的關(guān)系如下表所示： t/s 0.25 0.5 1.0 2.0 … s/cm 5.0 20 80 320 … (1)由表中給出的數(shù)據(jù)可以初步歸納出小球滾動的距離s和時間t的關(guān)系式為(k為常數(shù))(　　) A．s＝kt B．s＝kt2 C．s＝kt3 D．無法判斷 (2)小球的運動為________． 【解析】　 【答案】　(1)B　(2)初速度為0的勻加速直線運動 10．在加速度實驗中，伽利略將光滑直木板槽傾斜固定，讓銅球從槽頂端沿斜面由靜止滑下，并用水鐘測量銅球每次下滑的時間，研究銅球的運動路程與時間的關(guān)系．亞里士多德曾預言銅球的運動是均勻不變的，伽利略卻證明銅球的運動路程與時間的平方成正比．請將亞里士多德的預言和伽利略的結(jié)論分別用公式表示(其中路程用s，速度用v、加速度用a、時間用t表示)．亞里士多德的預言：________.伽利略的結(jié)論：________.在加速度實驗中，選用光滑直木板槽和銅球進行實驗研究銅球運動，是為了減小銅球運動過程中的________，同時抓住________這一主要因素． 【解析】　亞里士多德認為銅球的速度不變，做勻速直線運動，因而s＝vt；伽利略認為銅球做勻變速直線運動，因而s∝t2. 【答案】　s＝vt　s∝t2　摩擦阻力　重力 11．一位同學在探究影響落體運動的因素時，設(shè)計了如下四個實驗： 實驗(1)：讓一張紙片和一枚硬幣同時從同一高度落下 實驗(2)：讓兩張相同紙片，一張揉成紙團，一張攤開，同時從同一高度落下 實驗(3)：讓小紙團與硬幣同時從同一高度落下 實驗(4)：在抽成真空的玻璃管中，讓小紙片、小紙團、硬幣同時從同一高度落下 在以上四個實驗中將出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么？ 【解析】　(1)中硬幣先落地；(2)中小紙團先落地；(3)中小紙團與硬幣幾乎同時落地；(4)中由于沒有空氣阻力，小紙片、小紙團、硬幣同時落地． 【答案】　見解析 12．在研究自由落體運動規(guī)律實驗中，某同學進行以下的實驗步驟： A．拉住紙帶，將重錘移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源 B．將打點計時器固定在鐵架臺上，并接好電路 C．將紙帶理順 D．將紙帶固定在重錘尾部，并穿過打點計時器的限位孔 請把其中錯誤或遺漏的步驟找出并修改及補充(遺漏的步驟可編上序號E、F……)， 錯誤的是：______________________________________________________； 遺漏的是：______________________________________________________； 正確的實驗順序是：____________. 【解析】　A步驟中應先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放紙帶． 【答案】　A　E．換上紙帶、重復幾次，從中選出一條點跡清晰且前后兩點之間的距離接近2 mm的紙帶進行分析．　BDCAE