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2.6 伽利略对自由落体运动的研究

一、选择题：本题共

8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。

1．伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框图所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是( )

A．实验检验，数学推理 B．数学推理，实验检验 C．提出假设，实验检验 D．实验检验，合理外推 【答案】C

2．如图所示，在伽利略著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，通过实验观察和逻辑推理，能得到的正确结论是( )

A．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B．倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比

C．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D．斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的时间与倾角无关 【答案】B

3． 17世纪意大利科学家伽利略在研究落体运动的规律时，提出了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于( )

A．等效替代 B．实验归纳 C．理想实验 D．控制变量 【答案】C

4．伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，对这一过程的分析，下列说法正确的是( )

A．其中图甲、乙是实验现象，图丁是经过合理的外推得到的结论

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B．其中的图丙、丁是实验现象，图甲、乙是经过合理的外推得到的结论 C．运用图丁的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 D．运用图甲的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显 【答案】AD

5．将一物体以某一初速度竖直上抛，图中能正确表示物体在整个运动过程中的速率v与时间t的关系的图象是( )

【答案】B

6．某物体以20 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g=10 m/s2，3 s内物体的( )

A．位移大小为15 m，方向向上 B．路程为20 m

C．平均速度大小为10 m/s，方向向上 D．速度改变量的大小为30 m/s 【答案】AD

7．小明玩颠乒乓球的游戏，设乒乓球弹起后做竖直上抛运动，每次弹起的高度均为0.2 m（忽略空气阻力、球与球拍的接触时间，重力加速度取g=10 m/s2），则( )

A．上升阶段中，乒乓球加速度的方向竖直向上 B．乒乓球上升到最高点时，其加速度大小为零 C．乒乓球两次弹起之间的时间间隔为0.2 s D．小明每分钟最多颠球150次 【答案】D

8．从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B做自由落体运动，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，则下列说法正确的是( )

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A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2v B．两物体在空中运动的时间相等

C．A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同

D．两物体在空中同时到达同一高度处一定是B开始下落时高度的中点 【答案】AC

二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

9．伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最完美的实验。在加速度实验中，伽利略将光滑的直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球的运动路程与时间的关系。亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，伽利略却证明铜球的运动路程与时间的平方成正比。请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示(其中路程用x，速度用v，加速度用a，时间用t表示)，亚里士多德的预言：________，伽利略的结论：________。

伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体的实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一要素，在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验研究铜球运动，是为了减少铜球运动的______，同时抓住铜球受______这一要素。

【答案】x＝vt x＝at2 阻力 重力

10．在空中某点做竖直上抛运动的物体经8 s落地，其v-t图象如图所示，最高点离地面高度是_________m，抛出点的高度是________m。

【答案】125；80

11．以v0=12 m∕s的初速度竖直向上抛出一质量为0.5 kg的物体，取g=10 m/s2，不考虑空气阻力，求小球上升的最大高度和回到抛出点的时间。

【答案】7.2 m 2.4 s

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