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2019高中物理 每日一题之快乐暑假 第18天 伽利略对自由落体运动的研

究（含解析）新人教版必修1

考纲要求：Ⅰ

伽利略思想方法的核心是

A．逻辑推理和实验验证相结合 B．猜想和假设相结合 C．理想模型 D．实验验证 【参考答案】A

难易程度：★★☆☆☆

【知识补给】

伽利略对自由落体运动的研究

1．质疑：对亚里士多德提出的落体规律（重物体下落得快、轻物体下落得慢）的怀疑。 2．归谬：在重物体和轻物体间系线。重物体和轻物体作为整体更重，应该下落得更快；重物体比轻物体下落得快，则轻物体与重物体相互拖拉，使整体下落的速度比重物体慢，比轻物体快。两者产生矛盾。

3．猜想：重物体与轻物体下落得一样快，自由落体运动与质量无关，是匀变速直线运动。 4．数学推理：初速度为零的匀变速直线运动中位移与时间的关系为x∝t2

5．实验验证：由于当时测量极短时间非常困难，伽利略采用了间接验证的方法，即斜面实验。 （1）当斜面倾角一定时，判断x∝t2是否成立； （2）改变小球的质量，判断x∝t是否成立； （3）增大斜面的倾角，

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x随之增大，说明小球的加速度增大。 t26．合理外推：斜面倾角为90°时，小球将做自由落体运动，则自由落体运动就是匀变速直线运动。

在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展

A．亚里士多德 B．伽利略

C．牛顿 D．胡克

关于伽利略对自由落体运动的研究，以下说法正确的是 A．伽利略认为在同一地点，重的物体和轻的物体下落快慢不同 B．伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 C．伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了位移与时间的平方成正比 D．伽利略用小球在斜面上运动验证了运动速度与位移成正比

伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如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

伽利略曾说过：“科学是在不断改变思维角度的探索中前进的”。他在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，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，小球在斜面上的速度与时间成正比 B．倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比

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所需的时间与倾角无关

伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图所示的斜面实验。他在这个实验中采用过的方法有 ①测出相同长度的斜面在不同倾角时，物体落到斜面底端的速度v和所用时间t，比较v/t的比值大小

②用打点计时器打出纸带进行数据分析

③改变斜面倾角，比较各种倾角得到的x/t的比值大小

④将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动

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A．①②③④ B．①③④

C．①④ D．③④ 【参考答案】

C 亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同，伽利略认为同一地点轻、重物体的下落快慢是相同的，A错误；伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，但并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上进行理想化推理，B错误；伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动，验证了位移与时间的平方成正比，C正确；小球在斜面上运动的速度与位移不成正比，D错误。

C 这是依据思维程序排序的问题，是一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验验证，紧接着要根据实验结论对假设进行修正推广，故选C。

D 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，③正确，①错误；在伽利略时代，没有先进的计时仪器，采用的是水钟计时，②错误；将斜面实验的结果合理“外推”，说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动，④正确。选D。