伽利略對落體運動的研究練習題答案

伽利略對落體運動的研究練習題答案

　　課後最佳化訓練全解全析

　　1.亞里士多德認為樹葉比石塊在空中下落得慢些的原因是（ ）

　　A.樹葉比石塊輕 B.樹葉比石塊受到的阻力大

　　C.樹葉和石塊物質不同 D.樹葉下落得慢受其組成決定

　　答案：A

　　2.我們現在所用的描述運動的概念，哪些是伽利略首先建立起來的（ ）

　　A.平均速度 B.瞬時速度

　　C.加速度 D.距離

　　答案：ABC

　　3.伽利略認為落體運動應該是簡單的變速運動，即它的速度是均勻變化的，速度的均勻變化意味著…（ ）

　　A.速度與時間成正比 B.速度與位移成正比

　　C.速度與時間的二次方成正比 D.速度與位移的二次方成正比

　　答案：AC

　　4.物體做自由落體運動時，物體的形狀、大小是否會對其運動產生影響？嘗試舉出現實生活中的例子來說明。

　　解析：物體做自由落體運動時，物體的形狀、大小會對其運動產生影響。例如：生活中我們會看到雨滴比樹葉落得快；石塊比紙條落得快；雨滴比雪花落得快；同一張紙，搓成團比紙片下落得快等等。

　　答案：見解析

　　5.如果有一臺儀器能直接讀出自由下落物體的速度，不僅會大大縮短實驗時間，而且能解決處理資料時遇到的如何計算速度這一難題。就此嘗試談談現代科技的發展與人類科學探究程序的關係。

　　解析：現代科技的發展對人類科學探究程序有著巨大的推進作用。以研究落體運動為例，16世紀，由於沒有準確的計時工具，伽利略只好採用迂迴的方法，先研究物體在斜面上的運動，再外推到落體運動。而現在人們則可利用頻閃照相的方法直接研究落體運動。

　　答案：見解析

　　我綜合 我發展

　　6.伽利略用實驗驗證v∝t的最大困難是（ ）

　　A.不能很準確地測定下落的距離

　　B.不能測出下落物體的瞬時速度

　　C.當時沒有測量時間的儀器

　　D.當時沒有記錄落體運動的數碼相機

　　答案：B

　　7.物理學家於2003年評出10個最美麗的物理實驗，這種美是一種經典概念：最簡單的儀器和裝置，最根本、最單純的科學結論。其實，科學的美蘊藏於各門科學的實驗之中，有待於我們在學習過程中不斷的感悟和發現。伽利略的自由落體實驗和加速度實驗均被選為最美的實驗。

　　在加速度實驗中，伽利略將光滑直木板槽傾斜固定，讓銅球從木槽頂端沿斜面由靜止滑下，並用水鍾測量銅球每次下滑的時間，研究銅球的運動路程與時間的關係。亞里士多德曾預言銅球的運動速度是均勻不變的，伽利略卻證明銅球運動的路程與時間的平方成正比。請將亞里士多德的預言和伽利略的結論分別用公式表示（其中路程用s、速度用v、加速度用a、時間用t表示）。

　　亞里士多德的預言：_____________________；伽利略的結論：______________________。

　　伽利略的`兩個實驗之所以成功，主要原因是在自由落體實驗中忽略了空氣的阻力，抓住了重力這一主要因素。在加速度實驗中，伽利略選用光滑直木板槽和銅球進行實驗，研究銅球的運動是為了減小銅球運動過程中的___________________，同時抓住__________________這一主要因素。

　　答案：v= s= at2摩擦力 重力

　　8.1961年，美國《科學》雜誌刊登了根據伽利略當年描述的實驗裝置所進行的一項重複性斜面實驗。該實驗的傾角為3.73°，使用水鍾測量時間，其結果見下表：

　　x(以英尺為單位) t（以毫升水為單位）

　　15 90

　　13 84

　　10 72

　　7 62

　　5 52

　　3 40

　　1 23.5

　　根據上面的資料，你能驗證伽利略當年的研究是否正確？

　　解析：水鍾流出水的體積與時間成正比，如果小球沿斜面滾動的距離與水鍾流出水的體積成正比，則說明位移與時間平方成正比，證明小球沿斜面的運動是勻變速直線運動。

　　由表中資料可得：

　　0.001 8

　　=0.001 9； =0.001 8

　　=0.001 8； =0.001 9

　　=0.001 8

　　可見，在誤差允許範圍內，小球的位移與時間平方成正比，小球的運動是一種勻變速運動。驗證了伽利略當年研究的正確性。

　　答案：見解析