1、2.1-2.2 伽利略对落体运动的研究 自由落体运动的规律 每课一练（沪科版必修 1）题组一 伽利略对自由落体运动的研究1在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了用来描述物体的运动的概念，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，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爱因斯坦答案 B解析 在物理学发展史上，是伽利略建立了物理学的正确的研究方法，推进了人类科学的发展2伽利略在研究自由落体运动时，设计了如图 1 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( )图 1A用水钟计时B用打点计时器打出纸带进行数据分析C改变斜面
2、倾角，比较各种倾角得到的 的比值的大小st2D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答案 ACD解析 在这个实验中要记录时间和位移，当时是用水钟计时的，选项 B 错误，选项 A 正确；伽利略在实验中不断改变斜面的倾角，分别求出比值 ，进行分析，选项 C 正确；当倾角st2等于 90时，小球做自由落体运动，选项 D 正确3伽利略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
3、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答案 B解析 伽利略在著名的斜面实验中得出倾角一定时， 的比值保持不变，推出小球在斜面st2上的速度与时间成正比，选项 A 错误，选项 B 正确；倾角不同， 的比值不同，即斜面长st2度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关，且倾角越大，速度越大，所用时间越短，选项 C、D 错误题组二 自由落体运动及重力加速度4下列关于重力加速度的说法正确的是( )A重力加速度 g 是标量，只有大小，没有方向B在地球上不同地方， g 的大小是不同的，但差别不大C在地球上同一地点，轻石块与重石块做自由落体运动的加速度是相同的D纬
4、度越低的地方，重力加速度 g 值越小答案 BCD解析 重力加速度是矢量，方向总是竖直向下地球上同一地点，一切物体做自由落体运动的加速度是相同的，地球上不同地方 g 的大小是不同的，但差别不大，纬度越低的地方，g 值越小故正确答案为 B、C、D.5在塔顶端同时释放体积大小相等的实心铁球和空心铁球，下列说法中正确的是( )A它们受到的空气阻力对运动的影响相同B忽略空气阻力，它们的加速度相等C忽略空气阻力，它们落地的速度不等D忽略空气阻力，它们下落的时间相等答案 BD解析 大小相等的实心铁球和空心铁球受到的空气阻力相等，但由于它们的重力不同，故阻力对运动的影响不同，A 错误在忽略空气阻力的情况下，两
5、球均做自由落体运动，下落的快慢程度相同，加速度相等因下落高度相等，故下落时间相等，落地速度相等，所以 B、D 正确，C 错误6关于自由落体运动，下列说法正确的是( )A物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B如果空气阻力比重力小得多，空气阻力可以忽略不计，这时由静止开始下落的运动可视为自由落体运动C跳伞运动员从飞机上由静止开始下落，忽略空气阻力，打开降落伞以前的运动是自由落体运动，打开降落伞以后的运动不是自由落体运动D一雨滴从屋顶落下，途中经过一个窗子，雨滴经过窗子的这一段运动是自由落体运动(不计空气阻力)答案 BC解析 自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动，自由落体运动必须同时满
6、足这两个条件A 选项中没有明确物体只受重力作用，故 A 错误D 中雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为零，因而不是自由落体运动，D 错误，故 B、C 正确7一个做自由落体运动的物体，下落速度 v 随时间 t 变化的图像如图所示，其中正确的是( )答案 D解析 自由落体运动的速度 v gt， g 是常数，故下落速度 v 与时间 t 成正比，D 正确题组三 自由落体运动规律的应用8物体从离地面 45 m 高处做自由落体运动( g 取 10 m/s2)，则下列选项中正确的是( )A物体运动 3 s 后落地B物体落地时的速度大小为 30 m/sC物体在落地前最后 1 s 内的位移为 25 mD物体在整个
7、下落过程中的平均速度为 20 m/s答案 ABC解析 由 h gt2得 t 3 s12 2hg最后 1 s 内位移 h gt gt 25 m12 23 12 2落地速度 v gt30 m/s全程的平均速度 m/s15 m/svht 4539 A、 B 两物体质量之比是 12，体积之比是 41，同时从同一高度自由落下，空气阻力可忽略，则下落加速度之比和下落时间之比为( )A11 11 B11 12C12 14 D12 18答案 A解析 重力加速度大小为 g，则加速度之比为 11，由 t 知，时间之比为 11，A2hg对10为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下(不计空气阻力)，只测出下列哪个
8、物理量能算出楼房的高度( )A石块下落到地面的时间B石块下落过程中通过任意一扇窗户的时间C石块落地前最后一秒的位移D石块通过最后一米位移所用的时间答案 ACD解析 由 h gt2知选项 A 可算出楼房高度，由 h gt2和 h s g(t1) 2可知选项 C 可12 12 12算出楼房的高度，由 h gt2和 h1 g(t t)2可知 D 可算出楼房的高度12 1211甲、乙两球从同一高度相隔 1 s 先后自由下落，在下落过程中( )A两球的距离始终不变B两球的距离越来越大C两球的速度差始终不变D两球的速度差越来越大答案 BC解析 甲、乙两球间的距离 h g(t1) 2 gt2 gt g.由此
9、可以看出 h 随 t 的增大12 12 12而增大，A 错，B 对两球的速度差 v g(t1) gt g，由此可以看出 v 不随 t 变化，C 对，D 错12一条铁链 AB 长 0.49 m，将 A 端悬挂使它自由下垂，然后让它自由下落，求整条铁链通过悬点下方 2.45 m 处小孔 O 时需要的时间( g 取 10 m/s2)答案 7.410 2 s解析 以 B 端为研究对象，当 B 端到达 O 点时，所需的时间为 t1，其位移为 h1，当 A 端到达 O 点时， B 端自由下落的位移为 h22.45 m，所需的时间为 t2，由图可知：h12.45 m0.49 m1.96 m， h1 gt ，
10、 h2 gt ， t t2 t1 12 21 12 2 2h2g7.410 2 s.2h1g题组四 测量重力加速度13.在测量重力加速度的实验中，打点计时器所用电源的频率为 50 Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作 O，另选连续的 4 个点 A、 B、 C、 D 作为测量的点，每两个测量点之间还有 4 个实际打出的点，如图 2 所示，图中所标数据是各测量点到 O 的距离(单位：mm)，那么由此可以计算重物做自由落体运动的加速度为多少？图 2答案 9.8 m/s 2解析 因为打点周期 T0.02 s，所以各测量点之间的时间为 T50.02 s0.1 s.由纸带数据得 sOB196
11、 mm， sBD588 mm.vA 0.98 m/s， vC 2.94 m/s，sOB2T 196 mm20.1 s sBD2T 588 mm20.1 s所以 g m/s29.8 m/s 2.vC vA2T 2.94 0.9820.114用“滴水法”可以测量重力加速度 g，具体操作方法是：(1)将一只空铁皮水桶倒置在水龙头的正下方，可以十分清晰地听到水滴滴到桶底上的声音细心地调整水龙头的阀门或水桶的高度，使得后一个水滴离开水龙头的同时，恰好听到前一个水滴撞击桶底的声音(2)听到某次响声时开始用秒表计时，并数“0” ，以后每听到 1 次响声就顺次加 1，数到“100”时停止计时(3)用尺子量出水龙头滴水处到桶底的高度如果停止计时的时候，秒表上的读数是 50 s，水龙头滴水处到桶底的高度为 122.5 cm，请你根据以上实验内容及实验数据，计算当地重力加速度的值答案 9.8 m/s 2解析 水滴的运动可以视为自由落体运动水滴从水龙头落到桶底的时间 t s0.5 50100s，由公式 h gt2，得 g m/s29.8 m/s 2.12 2ht2 21.2250.52
