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物理学家于2002年9月评出10个最美的物理实验。这种美丽是一种经典概念:最简单的仪器和设备,最基本、最单纯的科学结论。其实,科学美蕴藏于各门学科的实验之中,有待于我们在学习过程中不断地感悟和发现。
在伽利略斜面实验中,伽利略将光滑直木板槽倾斜固定,让铜球从木板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。亚里十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x、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:_________。
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。在伽利略斜面实验中,伽利略选用较光滑直木板槽和铜球进行实验来研究铜球运动,是为了减小铜球运动过程中的_________。
以下涉及物理学史上的叙述中,说法正确的是
[ ]
A.伽利略探究物体下落规律的过程使用的科学方法是:问题→猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论
B.安培通过多年的研究,发现了电流周围存在磁场
C.开普勒揭示了行星的运动规律,为牛顿万有引力定律的发现奠定了基础
D.居里夫妇首先发现了天然放射现象,从而第一次揭示了原子核存在结构
伽利略以前的学者认为,物体越重,下落越快,伽利略等一些物理学家否定了这种看法。
(1)在一高塔顶端同时释放一片羽毛和一个玻璃球,玻璃球先于羽毛到达地面,这主要是因为
[ ]
A.它们的质量不同
B.它们的密度不同
C.它们的材料不同
D.它们所受的空气阻力不等
(2)在此塔顶端同时释放大小相等的实心铁球和空心铁球,下列说法中正确的是
①它们所受的空气阻力不等;
②它们的加速度相等;
③它们落地的速度不等;
④它们下落的时间相等。
[ ]
A.①③
B.②④
C.只有②
D.只有③
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的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是
[ ]
A.其中的甲图是实验现象,丁图是经过合理的外推得到的结论
B.其中的丁图是实验现象,甲图是经过合理的外推得到的结论
C.运用甲图的实验,可“冲淡”重力的作用,使实验现象更明显
D.运用丁图的实验,可“放大”重力的作用,使实验现象更明显
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.当时没有记录物体运动的数码相机
伽利略认为自由落体运动应该是最简单的变速运动,即它的速度是均匀变化的,速度的均匀变化意味着
[ ]
A.位移与时间成正比
B.速度与位移成正比
C.速度与时间的二次方成正比
D.位移与时间的二次方成正比
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,美国宇宙员斯科特驾驶月球车行驶28千米。并做了一个落体实验:要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9.8 m/s
2
D.铁锤和羽毛都做自由落体运动,同时落地
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,曾进行了如下的理想推导:在初速度为零的匀变速直线运动中,因为①
(式中
表示平均速度);而②
,如果③v=kh成立的话,那么,必有h=
,即
为常数。t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。关于伽利略的这个理想推导,你认为
[ ]
A.全部正确
B.①式错误
C.②式错误
D.③式以后的推理错误
科学研究发现:在月球表面没有空气,重力加速度约为地球表面处重力加速度的
。若宇航员登上月球后,在空中同一高度处同时由静止释放羽毛和铅球,忽略地球和其他星球对它们的影响,以下说法中正确的是
[ ]
A.羽毛将加速上升,铅球将加速下落
B.羽毛和铅球都将下落,且同时落到月球表面
C.羽毛和铅球都将下落,但铅球先落到月球表面
D.羽毛和铅球都将下落,且落到月球表面的速度相同
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.运用“归谬法”否定了亚里士多德关于“重的物体下落快,轻的物体下落慢”的论断
B.提出“自由落体”是一种最简单的直线运动——匀速直线运动
C.通过斜面上物体的匀加速运动推测出斜面倾角为90°时,物体做自由落体运动,且加速度的大小跟物体的质量无关
D.总体的思想方法是:对现象的观察-提出假设-逻辑推理-实验检验-对假设进行修正和推广
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