人教版高中物理必修一高一同步检测26伽利略对自由落体运动的研究.docx
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人教版高中物理必修一高一同步检测26伽利略对自由落体运动的研究
高中物理学习材料
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6.伽利略对自由落体运动的研究
基础夯实
1.(吉林市普通中学11~12学年高一上学期期中)一个铁钉和一团棉花同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( )
A.铁钉比棉花团重
B.棉花团受到的空气阻不能忽略
C.棉花团的加速度比自由落体加速度小
D.铁钉的自由落体加速度比棉花团的自由落体加速度大
答案:
BC
2.1971年7月26日发射的阿波罗-15号飞船首次把一辆月球车送上月球,美国宇航员斯科特驾驶月球车行驶28公里,并做了一个落体实验:
在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤,出现的现象是(月球上是真空)( )
A.羽毛先落地,铁锤后落地
B.铁锤先落地,羽毛后落地
C.铁锤和羽毛都做自由落体运动,重力加速度为9.8m/s2
D.铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地
答案:
D
解析:
因为月球上没有空气,所以铁锤和羽毛的运动情况完全相同。
3.踢毽子是我国民间的一项体育游戏,被人们誉为“生命的蝴蝶”。
近年来,踢毽子成为全民健身活动之一。
毽子由羽毛和铜钱组成,在下落时总是铜钱在下羽毛在上,如图所示,对此分析正确的是( )
A.铜钱重,所以总是铜钱在下羽毛在上
B.如果没有空气阻力,也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象
C.因为空气阻力的存在,所以总是铜钱在下羽毛在上
D.毽子的自由下落是自由落体运动
答案:
C
解析:
羽毛受到的空气阻力与自身重力相差不多,对运动的影响很大,而羽毛又和铜钱具有相同的运动情况,故羽毛要受铜钱较大的拖动作用,即羽毛的运动主要是靠铜钱的带动,所以毽子下落时总是铜钱在下面拉着羽毛。
铜钱重不是根本原因,A错,C对;如没有空气阻力,铜钱和羽毛的相对位置是随机的,B错;可见空气阻力不能忽略,毽子不是自由落体运动。
4.(南山中学11~12学年高一上学期检测)科学探究活动通常包括以下要素:
提出问题,猜想与假设,制定计划与设计实验,进行实验与收集证据,分析与论证,评估,交流与合作等。
伽利略对落体运动规律探究过程如下:
A.伽利略依靠逻辑的力量推翻了亚里士多德的观点;
B.伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点;
C.为“冲淡”重力,伽利略设计用斜面来研究小球在斜面上运动的情况;
D.伽利略换用不同质量的小球,沿同一斜面从不同位置由静止释放,并记录相应数据;
E.伽利略改变斜面的倾角,重复实验,记录相应数据;
F.伽利略对实验数据进行分析;
G.伽利略将斜面实验得到的结论推广到斜面的倾角增大到90°时;
(1)与上述过程中B步骤相应的科学探究要素是____________;
(2)与上述过程中F步骤相应的科学探究要素是_____________。
答案:
(1)猜想与假设
(2)分析与论证
5.请你根据下图漫画“洞有多深?
”提供的情境,回答下列问题:
(1)他们依据________规律,估算洞的深度。
(2)他们估算洞的深度的方法是(写出主要方程式、计算过程):
_____________________________________________________。
(3)请你对该方法进行评估:
该方法的优点:
_______________________________________;
该方法的不足:
______________________________________________________________________。
答案:
(1)自由落体运动
(2)∵h=
gt2,g≈10m/s2,t=2s
∴h=20m
(3)该方法的优点:
①所使用的仪器设备简单;
②测量方法方便;
③g的取值熟悉;
④运算简便;
该方法的不足:
①测量方法粗略,误差较大;
②石块下落的初速度不为零,不是真正的自由落体运动;
③石块下落有空气阻力,会造成一定的误差;
④未考虑声音传播需要的时间。
6.(重庆一中11~12学年高一上学期检测)伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题,提出了这样的猜想:
物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还运用实验验证了其猜想。
物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案,设计了如图所示的装置,探究物体沿斜面下滑是否是匀变速直线运动。
(1)实验时,让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的)。
改变滑块起始位置的高度,重复以上操作。
该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量________的。
(2)下表是该小组测得的有关数据,其中S为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,V为相应过程量筒收集到的水量。
分析表中数据,根据________,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。
次数
1
2
3
4
5
6
7
s/m
4.5
3.9
3.0
2.1
1.5
0.9
0.3
V/mL
90
84
72
62
52
40
23.5
×10-4
5.6
5.5
5.8
5.5
5.6
5.6
5.4
(3)本实验误差的主要来源有:
水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于________等。
(只写出一种即可)
答案:
(1)时间
(2)s/V2在误差范围内是一个常数
(3)距离测量不准确,滑块开始下滑和开始流水不同步等
能力提升
1.伽利略用实验验证v∝t的最大困难是( )
A.不能很准确地测定下落的距离
B.不能测出下落物体的瞬时速度
C.当时没有测量时间的仪器
D.当时没有记录落体运动的数码相机
答案:
B
2.A物体重量是B物体重量的两倍,A从H,B从2H高度同时开始自由下落(不计空气阻力,下落时间大于1s)( )
A.落地前同一时刻B比A的速度大
B.1s末A、B速度相等
C.两物体落地时速度相同
D.下落1m所需时间相同
答案:
BD
解析:
A、B两物体都做自由落体运动,运动规律相同,与重量无关所以下落相同时间速度相等,下落相同位移所需时间相同,B、D正确。
3.(辽宁省五校11~12学年高一上学期期中)甲、乙两物体从地面上同一地点做竖直上抛运动,已知甲物体质量是乙物体质量的2倍,而甲初速度是乙初速度的一半,下列说法正确的是( )
A.甲上升时间是乙上升时间的
倍
B.甲上升的最大高度是乙上升的最大高度的
倍
C.甲下落的时间等于乙下落的时间
D.甲的加速度是乙的加速度的2倍
答案:
A
解析:
两物体的加速度相同,D错,由t=
知A对C错,由H=
,知B错。
4.(河北衡水中学11~12学年高一上学期期中)某中学高一年级实施“研究性学习”活动,其中有一个小组的研究课题是“利用水滴下落测重力加速度g”。
具体操作步骤如下:
a.让水滴落到垫起来的盘子里,细心地调整水龙头的阀门,让水一滴一滴地流出(等时间间隔),同时调整盘子距水龙头的高度,使得耳朵刚好听到前一个水滴碰到盘子声音的同时,下一个水滴刚好从水龙头开始下落(此时刻水滴速度为零);
b.用秒表测时间,当听到某一个水滴落至盘子的声音时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、……”,一直数到第N个水滴落至盘中,按下秒表停止计时,读出秒表示数为t;
c.用最小刻度是毫米的米尺测出水龙头滴水处到盘子的竖直距离为h,不计空气阻力。
(1)请用以上测量数据表示出当地的重力加速度g=________。
(2)为了减小误差,可改变h的数值,测出多组数据,记录在下面的表格中(表中T是水滴在空中运动的时间),请在图中的坐标纸上作出图象,并利用图象测出重力加速度的数值(保留一位小数)。
g=________。
次数
高度h/cm
空中运动时间T/s
1
20.00
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)根据测量值,作出h-T2图象如图所示
9.7m/s2(9.5~9.9均可)
5.(华安、连城等四地六校11~12学年高一上学期联考)比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹。
如图所示,已知斜塔第一层离地面的高度h1=6.8m,为了测量塔的总高度,在塔顶无初速度释放一个小球,小球经过第一层到达地面的时间t1=0.2s,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
(1)求斜塔离地面的总高度h;
(2)求小球从塔顶落到地面过程中的平均速度
。
答案:
(1)61.25m
(2)17.5m/s
解析:
(1)设小球到达第一层时的速度为v1,则有
h1=v1t1+
gt
,得
v1=
代入数据得v1=33m/s
塔顶离第一层的高度h2=
=54.45m
所以塔的总高度h=h1+h2=61.25m
(2)小球从塔顶落到地面的总时间t=
=3.5s
平均速度
=
=17.5m/s。
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