6 伽利略对自由落体运动的研究知识点题库

在物理学发展的过程中，某位科学家开创了以实验检验猜想和假设的科学方法，并用这种方法研究了落体运动的规律，这位科学家是

A . 焦耳 B . 伽利略 C . 库仑 D . 安培

伽利略创造的把实验、假设和逻辑锥理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认设的发展，利用如图所示的装置做如下实验；小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（　　）

A . 如果小球受力的作用，它的运动状态将发生改变 B . 如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C . 如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 D . 小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这个研究过程，下列说法正确的是（　　）

A . 斜面实验是一个理想实验 B . 斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程 C . 不直接做落体实验是因为当时时间测量不够精确 D . 通过对斜面实验的观察与计算，直接得到落体运动的规律

伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最美的实验．在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，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，伽利略却证明铜球运动的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s，速度用v，加速度用a，时间用t表示）亚里士多德的预言：；伽利略的结论为．伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素，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，是为了减小铜球运动过程中的，同时抓住这一主要因素．

针对伽利略对自由落体运动的研究内容及过程，有以下叙述：

①伽利略后来借助数学知识发现，如果速度与位移成正比，将会推导出复杂的结论；

②伽利略通过逻辑得出亚里士多德的结论是错误的；

③伽利略做了大胆的猜想：落体运动应该是一种简单的运动，落体的速度与时间或位移成正比；

④伽利略通过铜球沿阻力很小的斜面滚下这一严谨求实的实验测定，得出只要倾角一定，铜球的加速度不变，他进一步设想当倾角为90°时，运动变为自由落体，其性质不变，且所有物体下落的加速度都一样，到此人类终于认识到自由落体运动是匀变速直线运动了．

根据伽利略研究的真实过程，请你做出科学合理的排序，你认为正确的是（　　）

A . ①②③④ B . ②③①④ C . ①③②④ D . ②①③④

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．下列哪些方法是他在这个实验中采用过的（　　）

A . 用水滴钟计时 B . 用打点计时器打出纸带进行数据分析 C . 改变斜面倾角，比较各种倾角得到的S/t²的比值的大小 D . 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

关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（　　）

A . 伽利略首先提出了一个新观点：不考虑空气阻力时，重物体和轻物体下落一样快 B . 伽利略从理想斜面实验得出：小球在不同斜面上的加速度大小一定是相等的 C . 伽利略得出自由落体运动规律的核心思想是把可靠的实验和逻辑推理有机结合 D . 伽利略认为自由落体运动的速度是随下落高度的增大而均匀增大的

下列有关物理学家和他们的贡献的叙述中正确的是（　　）

A . 平均速度、瞬时速度以及加速度的概念是由伽利略首先建立起来的 B . 伽利略通过斜面实验研究自由落体运动规律，推翻了亚里士多德提出的“物体下落的快慢由它们的重量决定”的论断 C . 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量 D . 库仑在前人工作的基础上，通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律﹣﹣库仑定律

伽利略对自由落体运动的研究中，提出落体运动是匀变速运动；汤姆逊提出原子的“蛋糕式”模型；玻尔在量子假说基础上，提出原子结构的玻尔模型；等等．从科学思维方法来说，他们都属于（）

A . 等效替代 B . 控制变量 C . 猜测和假说 D . 逻辑推理

伽利略在研究自由落体运动性质的时候，为了排除物体自由下落的速度v随着下落高度h（位移大小）是均匀变化（即v=kh，k是个常数）的可能性，设计了如下的理想实验：在初速度为零的匀变速直线运动中，因为① $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ （式中 $\text{[math]}$ 表示平均速度），而②h= $\text{[math]}$ •t，如果③v=kh成立的话，那么，必有h= $\text{[math]}$ kht，即t=k为常数．t竟然是与h无关的常数，这显然与常识相矛盾！于是，可以排除速度v是随着下落高度h均匀变化的可能性．关于伽利略这个理想实验中的逻辑及逻辑用语，你做出的评述是（　　）

A . 全部正确 B . ①式错误 C . ②式错误 D . ③式以后的逻辑错误

下列说法中正确的是（）

A . 伽利略研究自由落体运动时让小球沿阻力很小的斜面滚下是为了“冲淡”重力的影响 B . 把一根弹簧分为相等的两部分，每一部分的劲度系数与原弹簧的相同 C . 在粗糙程度一定的情况下，接触面间的压力越大，摩擦力也一定越大 D . 牙膏被挤出来是因为牙膏受到手的作用力

关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法中正确的是（）

A . 伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快 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验证了位移与时间的平方成正比 D . 伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来

伽利略对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑推理的完美结合．伽利略先用斜面进行实验研究，获得匀变速直线运动的规律，然后将此规律合理外推至倾角为90°自由落体的情形．对伽利略研究过程的理解，下列说法正确的是( )

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A . 图中所示的情形均为真实的实验过程 B . 图中所示的情形均为理想的实验过程 C . 利用斜面“放大”重力的作用，使实验现象更明显 D . 利用斜面“冲淡”重力的作用，便于测量实验数据

循着伽利略研究自由落体运动的足迹。一组同学踏上了探究之旅。他们在暗室里用闪光照相机记录了小球沿倾角可调的斜面滚下时小球在几个闪光时刻的位置，如图甲、乙所示，通过测量、分析，寻找规律。先开启照相机，再让小球从O点由静止开始运动，照相机的拍摄频率为每秒10次，拍摄到运动小球的位置依次标记为A、B、C、D、E……，图甲中A、B、C、D、E、……各点到O点的距离依次为2.01cm、8.00cm、18.02cm、32.00cm、50.00cm、……；图乙中A、B、C、D、……各点到O点的距离依次为1.00cm、9.01cm、25.99cm、60.00cm、……。

（1）图甲中，小球经过C点时的速度为m/s，经过E点时的速度为m/s，从静止开始，小球运动速度的二次方与小球运动的（填“位移”或“时间”）成正比。（结果保留2位有效数字）
（2）图乙斜面的倾角大于图甲斜面倾角，但OA间的距离却比甲中的小，原因是__________（填正确答案标号）

A . 图乙中小球受到的阻力较大 B . 图乙中小球运动的加速度较小 C . 图乙中小球从O到A的运动时间小于图甲中小球从O到A的运动时间 D . 进行图乙操作时存在失误，先释放小球后开启照相机

伟大的物理学家伽利略的研究方法对于后来的科学家具有重大的启蒙作用，至今仍具有重要意义．下列哪个过程是伽利略对物体下落规律的探究过程（）

A . 问题——猜想——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论 B . 猜想——问题——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论 C . 问题——猜想——实验验证——数学推理——合理外推——得出结论 D . 猜想——问题——数学推理——实验验证——合理外推——得出结论

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过程，对该过程下列说法正确的是（）

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A . 甲乙丙丁四张图所示的情形都是伽利略当年做过的实验现象 B . 甲图中小球相对运动较慢，伽利略通过实验直接验证了 $\text{[math]}$ C . 运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用使实验数据便于测量 D . 伽利略直接实验验证了自由落体运动的速度是均匀变化的这一结论

下列说法正确的是（）

A . 物体作自由落体运动时没有惯性 B . 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 C . 伽利略通过逻辑推理和实验认为，重物比轻物下落的快 D . 研究月球绕地球运动轨迹时不能把月球看成质点

伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的沿斜面运动的实验，沿斜面运动用当时的测量工具即可证明下滑的位移与经过的时间平方成正比，这是匀变速直线运动的特征，逐渐增大斜面倾角这一规律仍然存在，可以合理推测当斜面竖直时小球自由落体运动也是匀变速直线运动，则下列说法正确的是（）

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A . 斜面实验冲淡了重力的作用，便于运动时间的测量 B . 斜面实验放大了重力的作用，便于测量小球运动的路程 C . 通过对斜面实验的观察与计算，直接得到落体运动的规律 D . 通过斜面实验结论进行合理的外推，间接得到落体的运动规律

如图所示是伽利略研究自由落体运动时的情景，他设计并做了小球在斜面上运动的实验。关于这个实验，下列说法中不符合史实的是（）

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A . 实验结果表明，小球沿斜面滚下的运动是匀加速直线运动 B . 若斜面倾角一定，铜球沿斜面运动的位移与所用时间成正比 C . 在倾角小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力的作用，使测量时间更容易 D . 伽利略用外推的方法得到斜面倾角增大到90°小球仍然会保持匀加速运动

一同学为了测量某大桥到水面的高度，他站桥上将一小铁球由静止释放，铁球经过t = 5s落到水面，不计空气阻力，g = 10m/s² ，求：

（1）大桥到水面的高度；
（2）小铁球落到水面的速度大小；
（3）小铁球下落到水面前最后1s的位移大小。

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