Question

圖1為伽利略研究自由落體運動實驗的示意圖，讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角條件下進行多次實驗，最后推理出自由落體運動是一種勻加速直線運動。分析該實驗可知，小球對斜面的壓力、小球運動的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨θ變化的圖像分別對應圖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
小球對斜面的壓力F=mgcosθ，該壓力的最大值為F_max=mg，所以壓力與其最大值的比值y=cosθ，壓力的y—θ圖象對應圖線③；小球運動的加速度a=gsinθ，其最大值a_max=g，所以該加速度與其最大值的比值y=sinθ，其y—θ圖象對應圖線②；重力加速度g始終恒定不變，其對應的y=1，所以重力加速度的y—θ圖象對應于圖線①。本題答案為B。
【點評】本題結合教材上“伽利略的斜面實驗”，進行拓展延伸，不僅再現了伽利略將實驗和邏輯推理相結合的科學探究方法的精髓，還考查了考生對牛頓運動定律和圖象的掌握情況，可以說是一道源于教材，而又不拘泥于教材的好題。
【考點定位】伽利略的斜面實驗、牛頓第二定律、圖象分析。