高一物理 第二章第六節(jié)《伽利略對自由落體運動的研究》同步訓練 新人教版必修1（通用）

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1、第2章 伽利略對自由落體運動的研究 1．(北師大附中09－10學年高一上學期期中)在物理學發(fā)展過程中，下面的那位科學家首先建立了平均速度、瞬時速度、加速度等概念用來描述物體的運動，并首先采用了用實驗檢驗猜想和假設的科學方法，把實驗和邏輯推理有機地結合起來，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 答案：B 2．一個鐵釘與一個同質量的棉花團同時從同一高處下落，總是鐵釘先落地，這是因為 (　　) A．鐵釘比棉花團重 B．鐵釘比棉花團密度大 C．棉花團受到空氣阻力大 D．鐵釘?shù)募铀俣缺让藁▓F的大

2、答案：C 3．1971年7月26日發(fā)射的阿波羅－15號飛船首次把一輛月球車送上月球，美國宇航員斯科特駕駛月球車行駛28公里，并做了一個落體實驗：在月球上的同一高度同時釋放羽毛和鐵錘，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動，重力加速度為9.8m/s2 D．鐵錘和羽毛都做自由落體運動，同時落地 答案：D 解析：因為月球上沒有空氣，所以鐵錘和羽毛的運動情況完全相同． 4．踢毽子是我國民間的一項體育游戲，被人們譽為“生命的蝴蝶”．近年來，踢毽子成為全民健身活動之一．毽子由羽毛和銅錢組成，在下落時總是銅

3、錢在下羽毛在上，如圖所示，對此分析正確的是(　　) 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．因為空氣阻力的存在，所以總是銅錢在下羽毛在上 D．毽子的自由下落是自由落體運動 答案：C 解析：羽毛受到的空氣阻力與自身重力相差不多，對運動的影響很大，而羽毛又和銅錢具有相同的運動情況，故羽毛要受銅錢較大的拖動作用，即羽毛的運動主要是靠銅錢的帶動，所以毽子下落時總是銅錢在下面拉著羽毛．銅錢重不是根本原因，A錯，C對；如沒有空氣阻力，銅錢和羽毛的相對位置是隨機的，B錯；可見空氣阻力不能忽略，毽子不是自由落體運動． 5．在學習物理知識的

4、同時，還應當十分注意學習物理學研究問題的思想和方法，從一定意義上說，后一點甚至更重要．偉大的物理學家伽利略的研究方法對于后來的科學研究具有重大的啟蒙作用，至今仍然具有重要意義．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(　　) A．猜想—問題—數(shù)學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論 B．問題—猜想—實驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結論 C．問題—猜想—數(shù)學推理—實驗驗證—合理外推—得出結論 D．猜想—問題—實驗驗證—數(shù)學推理—合理外推—得出結論 答案：C 解析：伽利略探究物體下落規(guī)律的過程是：先對亞里士多德對落體運動的觀察得出的結論提出質疑——大小石

5、塊捆在一起下落得出矛盾的結論，猜想——下落的運動是最簡單的運動，速度與時間成正比；數(shù)學推理—如果v∝t，則有h∝t2；實驗驗證——設計出斜面實驗并進行研究，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推廣到落體運動，從探究的過程看，答案應是C. 6．請你根據(jù)下圖漫畫“洞有多深？”提供的情境，回答下列問題： (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、計算過程)： _____________________________________________________________

6、___________. (3)請你對該方法進行評估： 該方法的優(yōu)點： ________________________________________________________________________； 該方法的不足： ________________________________________________________________________. 答案：(1)自由落體運動 (2)∵h＝gt2，g≈10m/s2，t＝2s ∴h＝20m (3)該方法的優(yōu)點： ①所使用的儀器設備簡單； ②測量方法方便； ③g的取值熟悉； ④運算簡便； 該

7、方法的不足： ①測量方法粗略，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動； ③石塊下落有空氣阻力，會造成一定的誤差； ④未考慮聲音傳播需要的時間． 7．在現(xiàn)實中，雨滴大約在1.5km左右的高空形成并開始下落，計算一下，若該雨滴做自由落體運動，到達地面時的速度是多大？遇到過這樣快速的雨滴嗎？據(jù)資料顯示，落到地面的雨滴速度一般不超過8m/s，為什么它們的差別會這么大？ 答案：由v2＝2gh易計算得到v＝173m/s. 實際上雨滴下落到地面前，大約以8m/s的速度勻速下落． 那么雨滴在下落時的速度為什么會這么小？ 原因是雨滴在下落時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，當雨滴的重力與阻礙的力相等時，雨滴就會勻速下落．當雨滴的半徑大到某一程度時，受到氣流的影響而會分裂，較大的部分繼續(xù)下落，而較小的又會隨上升的氣流上升，又起到阻礙大雨滴下落的作用，所以我們看到的雨滴不會太大，就是這個道理，而且雨滴速度也不大，落到地面的雨滴速度一般不超過8m/s. 能力提升 1．伽利略用實驗驗證v∝t的最大困難是(　　) A．不能很準確地測定下落的距離 B．不能測出下落物體的瞬時速度 C．當時沒有測量時間的儀器 D．當時沒有記錄落體運動的數(shù)碼相機 答案：B 2．唐代大詩人

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高度同時開始自由下落(不計空氣阻力，下落時間大于1s)(　　) A．落地前同一時刻B比A的速度大 B．1s末A、B速度相等 C．兩物體落地時速度相同 D．下落1m所需時間相同 答案：BD 解析：A、B兩物體都做自由落體運動，運動規(guī)律相同，與重量無關所以下落相同時間速度相等，下落相同位移所需時間相

10、同，B、D正確． 4．從塔頂釋放一個小球A,1s后從同一地點再釋放一個小球B，設兩球都做自由落體運動，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．有時增大，有時減小 答案：B 解析：設B球運動了時間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A、B兩球間距離h隨時間而逐漸增大，故B項正確． 5．用滴水法可以測定重力加速度的值，方法是：在自來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，仔細調節(jié)水龍頭，使得耳朵剛好聽到前一個水滴滴在擋板上的聲音的同時，

11、下一個水滴剛好開始下落．首先量出水龍頭口離擋板的高度h，再用秒表計時，計時方法是：當聽到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，并數(shù)“1”，以后每聽到一聲水滴聲，依次數(shù)“2,3…，”一直數(shù)到“n”時，按下秒表按鈕停止計時，讀出秒表的示數(shù)為t. (1)寫出用上述方法測量計算重力加速度g的表達式：g＝________； (2)為了減小誤差，改變h的數(shù)值，測出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中(表中t′是水滴從水龍頭口到A板所用的時間，即水滴在空中運動的時間)，請在圖中所示的坐標紙上作出適當?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 空中運動時間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間，所以T＝，由h＝gT2得，g＝ (2)提示：認真描點作圖，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動時的頻閃照片，照片中相鄰小球的像是相隔同樣的時間(s)拍攝到的． (1)根據(jù)這張頻閃照片，判斷出做自由落體運動的小球是否

13、具有加速度．說明理由． (2)嘗試從這張頻閃照片出發(fā)，推測出自由落體運動規(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動的小球具有加速度．因為在相同的時間間隔內，小球下落的距離并不相等，從照片上看，越往下，間隔越大，說明小球做的是加速運動． 用直尺可測量出圖中后邊四段的位移分別是0.9cm、1.2cm、1.5cm、1.8cm相鄰的相等時間內的位移差為： 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 所以自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動

14、． 7．(福建泉州市09－10學年高一新課標水平測試)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，為了測量塔的總高度，在塔頂無初速度釋放一個小球，小球經(jīng)過第一層到達地面的時間t1＝0.2s，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力． (1)求斜塔離地面的總高度h； (2)求小球從塔頂落到地面過程中的平均速度. 答案：(1)61.25m　(2)17.5m/s 解析：(1)設小球到達第一層時的速度為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間t＝＝3.5s 平均速度＝＝17.5m/s.