2.4 自由落体运动 同步练习-高中物理人教版必修第一册

《伽利略对自由落体运动的研究》培优练习1．历史上，伽利略在斜面实验中分别在倾角不同、阻力很小的斜面上由静止释放小球，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有()A.倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的二次方成正比B.倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间的二次方成正比C.斜面长度一定时，小球从顶端滚到低端时的速度与倾角无关D.斜面长度一定时，小球从顶端滚到低端所需的时间与倾角无关2．伽利略在研究自由落体运动时，主要遇到了两个问题：①无测量瞬时速度的工具；②无精确的计时仪器，关于伽利略解决上述问题的办法，下列说法正确的是（  ）A.利用光滑的斜面解决了问题①B.利用x∝t替代v∝t解决了问题①C.利用x∝t2替代v∝t解决了问题②D.利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题②3．3．2016年“科学突破奖”颁奖仪式在美国举行，我国科学家王贻芳获得“基础物理学突破奖”；在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（）A.在不需要考虑带电物体本身的大小和形状时，用点电荷来代替物体的方法叫微元法B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验采用了假设法C.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法D.伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法4．右图是伽利略研究“斜面实验”的情形，他让小铜球沿斜面从静止开始滚下，由该实验可以测量或推理得出A.若斜面倾角不变，则铜球在斜面上的位移与时间成正比 B.若斜面倾角不变，质量大的铜球，则其加速度大C.这一实验不能用来研究自由落体运动的规律D.若斜面长度一定，则铜球从顶端滑到底端所需时间随倾角的增大而减小5．意大利著名物理学家________开创了科学实验之先河，奠定了现代物理学的基础。他在研究自由落体运动时做了上百次的铜球沿斜面运动的实验，下图是实验示意图。他设想：若斜面的倾角越接近90°，则小球从静止开始沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，若发现斜面上的小球都做___________运动，则由此可以外推出自由落体运动也是_________运动。最终的实验很好地证明了他的设想是正确的。详细解析1．A【解析】AB.伽利略通过实验测定出小球沿斜面下滑的运动是匀加速直线运动，位移与时间的二次方成正比，并证明了速度随时间均匀变化，故A正确，B错误；C.不论斜面光滑与不光滑，当斜面的长度一定时，小球滑到斜面底端的速度都与斜面的倾角有关，且倾角越大，小球滑到斜面底端的速度就越大，故C错误；D.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间随倾角的增大而减小，故D错误；故选：B。2．D【解析】AC、在伽利略时代，技术不够发达，无法直接测定瞬时速度，所以不可能直接得到速度的变化规律，但是伽利略通过数学运算得出结论：如果物体的初速度为零，而且x与t的平方成正比，就可以检验这个物体的速度是否随时间均匀变化，小球是否做匀变速运动，即利用x∝t2替代v∝t解决了问题①。A错误，B错误；BD、在伽利略时代，没有先进的计时仪器，因此伽利略让小球从斜面上滚下来用来“冲淡”重力，即利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题②。故C错误，D正确；故选：D。3．D【解析】试题分析：在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法．故A 错误；在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验采用了控制变量法，故B错误；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故C错误；伽利略认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，故D正确；故选D．考点：物理问题的探究方法【名师点睛】在高中物理学习的过程中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助，故在理解概念和规律的基础上，要注意方法的积累。4．D【解析】倾角一定时位移与时间的平方成正比，故A错误；倾角一定时小球的加速度都是相同的，与小球质量的大小无关，故B错误；通过改变倾角的大小，加上合理的外推，最终得到自由落体运动的性质，故C错误；斜面的倾角越大，则小球的速度改变越快（加速度越大），所以若斜面长度一定，则铜球从顶端滑到底端所需时间随倾角的增大而减小；故D正确。故选D.5．伽利略（初速度为零的）匀加速直线（初速度为零的）匀加速直线【解析】意大利著名物理学家伽利略，开创了科学实验之先河，奠定了现代物理学的基础；若发现斜面上的小球都做初速度为零的匀加速直线运动，则由此可以外推出自由落体运动也是初速度为零的匀加速直线运动，最终的实验很好地证明了他的设想是正确的．故答案为：伽利略；初速度为零的匀加速直线；初速度为零的匀加速直线。