19.对于落体的运动规律的研究,历史上有两位著名的科学家做出了具大的贡献,他们是亚里士多德和伽利略.关于他们的研究工作,回答以下问题:
(一) 对“落体运动快慢”问题,亚里士多德和伽利略存在着不同的研究方法和观点.请完成下表:
亚里士多德伽利略
研究问题的方法思辨
观点物体下落快慢与物体轻重无关
(二)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.伽利略对落体的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斯多德的观点.
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猜想与假设.
(2)与上述过程中F步骤相应的科学探究要素是分析与论证.
(三)伽利略提出了“落体运动的速度v与时间t成正比”的观点,但在伽利略时代无法直接测出物体运动的速度.伽利略借助于数学方法,通过数学推理,巧妙地将研究“速度与时间的关系”转换为研究“位移与时间的关系”,解决了这一难题.接着,伽利略用一条刻有光滑凹槽的长木板做成一个斜面,让小球沿斜槽滚下,同时使用水钟测量时间.下表是伽利略手稿中记录的一组实验数据.
时间单位t1234567
距离单位s3213029852682411921600
(1)伽利略将研究“速度与时间的关系”转换为研究“位移与时间的关系”的研究方法叫做“转换法”.下面给出的四个实例,其中采取的研究方法与上述研究方法相同的是D
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体
B.在研究力和运动的关系时,为消除摩擦力的影响,伽利略用理想实验的方法对这一问题进行研究
C.在探究加速度、力和质量三者之间关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系;然后再保持力不变研究加速度与质量的关系
D.在“探究弹性势能的表达式”的探究活动中,我们通过研究“拉力做功与弹簧的劲度系数k和弹簧伸长量l的关系”,得出了弹性势能的表达式
(2)写出伽利略得出的位移与时间的关系.(提示:自由落体运动初速度为0)
(3)上表的实验数据能验证伽利略得出的位移与时间的关系吗?如果能,请简要写出你的理由,并在下列坐标纸中作出能直观反映这一结论正确的图象.如果不能,请说明理由.
(如有需要可利用上表中的空格,作图时请标明横轴的意义.)
 0  135786  135794  135800  135804  135810  135812  135816  135822  135824  135830  135836  135840  135842  135846  135852  135854  135860  135864  135866  135870  135872  135876  135878  135880  135881  135882  135884  135885  135886  135888  135890  135894  135896  135900  135902  135906  135912  135914  135920  135924  135926  135930  135936  135942  135944  135950  135954  135956  135962  135966  135972  135980  176998 

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