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5.圖甲為伽利略研究自由落體運動的實驗圖,他讓鋼球沿阻力很小的斜面滾下,實驗發(fā)現(xiàn)只要斜面的傾角一定,小球的加速度都是相同的.
(1)改變斜面的傾角繼續(xù)實驗,從圖甲到圖丙,隨著斜面的傾角逐漸增大,小球沿斜面運動的加速度將增大(選填“增大”、“減小”或“不變”).
(2)要完成對落體運動的研究,伽利略對實驗甲、乙、丙的實驗結(jié)果做出了怎樣的外推?當(dāng)斜面的傾角增大到90°,小球沿斜面滾下的運動就是自由落體運動.
(3)根據(jù)這個實驗和合理的外推,可以得到關(guān)于自由落體運動的什么結(jié)論?圖中斜面的傾角越接近90°,小球沿斜面滾下的運動就越接近自由落體運動,當(dāng)斜面的傾角增大到90°,小球沿斜面滾下的運動就是自由落體運動.

分析 要了解伽利略對自由落體運動的研究的內(nèi)容、方法、原理以及物理意義,伽利略斜面實驗的卓越之處不是實驗本身,而是實驗所使用的獨特的方法在實驗的基礎(chǔ)上,進行理想化推理.(也稱作理想化實驗)它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端.在實驗的基礎(chǔ)上進行科學(xué)推理是研究物理問題的一種方法,通常稱之為理想實驗法或科學(xué)推理法.同時要理解伽利略的“沖淡”重力的科學(xué)思路.

解答 解:(1)銅球沿斜面運動的實驗,是伽利略研究自由落體運動的實驗;
伽利略設(shè)想,斜面上的小球都做勻加速直線運動,圖中斜面的傾角越接近90°,小球速度改變越快,小球沿斜面滾下的運動就越接近自由落體運動;
所以隨著斜面的傾角逐漸增大,小球沿斜面運動的加速度將增大;
(2)根據(jù)對實驗甲、乙、丙的實驗結(jié)果的分析可知,隨著斜面的傾角逐漸增大,小球沿斜面運動的加速度將增大;圖中斜面的傾角越接近90°,小球沿斜面滾下的運動就越接近自由落體運動,當(dāng)斜面的傾角增大到90°,小球沿斜面滾下的運動就是自由落體運動.
(3)伽利略發(fā)現(xiàn)斜面上的小球都做勻加速直線運動,則自由落體運動也是勻加速直線運動;而且所有物體的自由落體運動都是加速度相等的勻加速直線運動.
故答案為:(1)增大;
(2)當(dāng)斜面的傾角增大到90°,小球沿斜面滾下的運動就是自由落體運動;
(3)圖中斜面的傾角越接近90°,小球沿斜面滾下的運動就越接近自由落體運動,當(dāng)斜面的傾角增大到90°,小球沿斜面滾下的運動就是自由落體運動.

點評 本題考查的就是學(xué)生對于物理常識的理解,這些在平時是需要學(xué)生了解并知道的,看的就是學(xué)生對課本內(nèi)容的掌握情況.

練習(xí)冊系列答案
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(1)若要完成該實驗,必需的實驗器材還有哪些刻度尺、天平.
(2)實驗開始時,他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度,使?fàn)恳≤嚨募毨K與木板平行.他這樣做的目的是B.
A.避免小車在運動過程中發(fā)生抖動
B.在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力
C.使紙帶上打出的點跡清晰
D.保證小車最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線運動
(3)實驗中要進行質(zhì)量鉤碼總質(zhì)量m和小車M的選取,以下最合理的一組是C.
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B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g
C.M=400g,m=10g、20g、30g、40g、50g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g
(4)圖2是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出.量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為:xAB=4.22cm、xBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm、xEF=5.91cm、xFG=6.34cm.已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=0.42m/s2(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).

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