Question

图1为伽利略研究自由落体运动实验的示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。分析该实验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大值的比值y随θ变化的图像分别对应图2中的

1. A.
   ①、②和③
2. B.
   ③、②和①
3. C.
   ②、③和①
4. D.
   ③、①和②

Answer 1

B
小球对斜面的压力F=mgcosθ，该压力的最大值为F_max=mg，所以压力与其最大值的比值y=cosθ，压力的y—θ图象对应图线③；小球运动的加速度a=gsinθ，其最大值a_max=g，所以该加速度与其最大值的比值y=sinθ，其y—θ图象对应图线②；重力加速度g始终恒定不变，其对应的y=1，所以重力加速度的y—θ图象对应于图线①。本题答案为B。
【点评】本题结合教材上“伽利略的斜面实验”，进行拓展延伸，不仅再现了伽利略将实验和逻辑推理相结合的科学探究方法的精髓，还考查了考生对牛顿运动定律和图象的掌握情况，可以说是一道源于教材，而又不拘泥于教材的好题。
【考点定位】伽利略的斜面实验、牛顿第二定律、图象分析。