Question

5．图甲为伽利略研究自由落体运动的实验图，他让钢球沿阻力很小的斜面滚下，实验发现只要斜面的倾角一定，小球的加速度都是相同的．
（1）改变斜面的倾角继续实验，从图甲到图丙，随着斜面的倾角逐渐增大，小球沿斜面运动的加速度将增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）要完成对落体运动的研究，伽利略对实验甲、乙、丙的实验结果做出了怎样的外推？当斜面的倾角增大到90°，小球沿斜面滚下的运动就是自由落体运动．
（3）根据这个实验和合理的外推，可以得到关于自由落体运动的什么结论？图中斜面的倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，当斜面的倾角增大到90°，小球沿斜面滚下的运动就是自由落体运动．

Answer 1

分析 要了解伽利略对自由落体运动的研究的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理．（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端．在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的一种方法，通常称之为理想实验法或科学推理法．同时要理解伽利略的“冲淡”重力的科学思路．

解答 解：（1）铜球沿斜面运动的实验，是伽利略研究自由落体运动的实验；
伽利略设想，斜面上的小球都做匀加速直线运动，图中斜面的倾角越接近90°，小球速度改变越快，小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动；
所以随着斜面的倾角逐渐增大，小球沿斜面运动的加速度将增大；
（2）根据对实验甲、乙、丙的实验结果的分析可知，随着斜面的倾角逐渐增大，小球沿斜面运动的加速度将增大；图中斜面的倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，当斜面的倾角增大到90°，小球沿斜面滚下的运动就是自由落体运动．
（3）伽利略发现斜面上的小球都做匀加速直线运动，则自由落体运动也是匀加速直线运动；而且所有物体的自由落体运动都是加速度相等的匀加速直线运动．
故答案为：（1）增大；
（2）当斜面的倾角增大到90°，小球沿斜面滚下的运动就是自由落体运动；
（3）图中斜面的倾角越接近90°，小球沿斜面滚下的运动就越接近自由落体运动，当斜面的倾角增大到90°，小球沿斜面滚下的运动就是自由落体运动．

点评 本题考查的就是学生对于物理常识的理解，这些在平时是需要学生了解并知道的，看的就是学生对课本内容的掌握情况．