（物理学史与方法）04力学物理学方法（含解析）

专题04力学物理学方法

1.（2017广西崇左摸底）关于物理学的研究方法，下列说法正确的是（）

A.在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时，应用了等效替代法

B.在用实验探究功与速度变化关系时，应用了控制变量法

C.在利用速度时间图象推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法

D.用比值法来定义加速度这个物理量，其定义式为a=

【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系；探究功与速度变化的关系.

【分析】物理学的发展离不开科学的思维方法，要明确各种科学方法在物理中的应用，如控制变量法、理想实验、理想化模

型、极限思想等，根据各个实验的原理以及比值定义法的定义分析即可选择.

【参考答案】C

【名师解析】在用实蜡探究加速度、力和质量三者之间的关系时，由于涉及物理量较多，因此采用控制变

量法进行实验，故A错误；

在用实将探究功与速度变化关系时，没有使用控制变量法，故B错误；

在利用速度-时间图象推导匀变速直线运动的位移公式时，采用极限思想，把时间轴无限分割，得出面积

大小等于物体位移的结论，故C正确；

加速度a上■是牛顿第二定律得到的，不是比值定义，故D错误.

ID

2.（2017河南洛阳期中考试）以下说法正确的是

A.速度是矢量，电场强度是标量

B.千克（kg）属于国际单位中的基本单位

C.伽利略利用光滑斜面实验直接得出了自由落体运动的规律

D.电场线是库仑最先引入的

【参考答案】B

【名师解析】速度是矢量，电场强度也是矢量，选项A错误。千克（kg）属于国际单位中的基本单位，选项B正确。伽利略利

用光滑斜面实验，通过推理得出了自由落体运动的规律，选项C错误。电场线是法拉第最先引入的，选项D错误。

3.（2017南方新课堂测试）下面有关物理学史、方法和应用的叙述中，正确的是（）

A.无论是亚里士多德、伽利略，还是笛卡尔都没有建立力的概念，而牛顿的高明之处在于他将物体间复杂多样的相互作

用抽象为“力”，为提出牛顿第一定律而确立了一个重要的物理概念

B.亚里士多德对运动的研究，确立了许多用于描述运动的基本概念，比如平均速度、瞬时速度以及加速度

C.英国物理学家麦克斯韦认为，磁场会在其周围空间激发一种电场，这种电场就是感生电场

1）.机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品，是利用静电感应的原理工作的

【参考答案】A

【名师解析】无论是亚里士多德、伽利略，还是笛卡尔都没有建立力的概念，而牛顿的高明之处在于

他将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”，为提出牛顿第一定律而确立了一个重要的物理概念，选项A

正确。亚里士多德对运动的研究，没有确立许多用于描述运动的基本概念，比如平均速度、瞬时速度以及

加速度，选项B错误。英国物理学家麦克斯韦认为，磁场会在其周围空间激发一种电场，这种电场就是涡

旋电场，选项C错误。.机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人身携带的金属物品，是利用电磁感

应的原理工作的，选项D错误。

4.（2016山东泰安一模）在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人

类社会的进步。以下说法正确的是

A.牛顿利用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的物体下落快、

轻的物体下落慢的结论

B.伽利略利用铜球沿斜槽滚下的实验，推理出自由落体运动是匀加速直线运动。这采用了实验和逻辑推理相结合的方法

C.卡文迪许发明了扭秤，测出了万有引力常量。这使用了微小形变放大方法

D.开普勒利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律

【参考答案】BC

【名师解析】伽利略利用轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢的比较推理，推翻了亚里士多德重的

物体下落快、轻的物体下落慢的结论，选项A错误。伽利略利用铜球沿斜槽滚下的实验，推理出自由落体运动是匀加速直线

运动。这采用了实验和逻辑推理相结合的方法，选项B正确。卡文迪许发明了扭秤，测出了万有引力常量。这使用了微小形

变放大方法，选项C正确。牛顿利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律，选项D错误.

5.（2016年3月湖南怀化一模）学习物理不仅要掌握物理知识，还要领悟并掌握处理物理问题的思想方法。在下图所示的

几个实验中研究物理问题的思想方法相同的是

甲的汗抛运动乙项舞桌面微小形变丙测定万有引力常量

丁探究腌度与力、

和自由落体运动

A.甲、乙B.乙、丙

C.甲、丙D.丙、丁

【参考答案】B

【名师解析】甲图比较平抛运动和自由落体运动，是通过平抛运动和自由落体运动时间相同来说明平抛运

动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成。乙图观察桌面微小形变是通过光的反射

来放大桌面的微小形变，属于放大法。丙图测定万有引力常量也是通过光的反射来放大金属丝的微小扭转

形变，属于放大法。丁图探究加速度与力、质量的关系，采用的是控制变量法。图所示的几个实睑中研究

物理问题的思想方法相同的是乙、丙，选项B正确。

6.（2016湖南宁乡七中2016届理综模拟）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.运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显

D.伽利略认为自由落体运动的速度是均匀变化的，这是他用实验直接进行了验证的

【参考答案】A

【名师解析】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，选项A正确B错误：运用甲图的实验，可“冲谈”

重力的作用，便于实验测量；运用丁图的实验，使只受重力的作用，选项C错误；伽利略认为自由落体运动的速度是均匀变

化的，这是他对小球在斜面上的实验通过合理的外推得出的，选项D错误。

7.物理学中研究问题有多种方法，有关研究问题的方法叙述错误的是（）

A.在伽利略之前的学者们总是通过思辩性的论战决定谁是谁非，是他首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法

B.伽利略斜面实验是将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻地反映自然规律

C.探究加速度与力、质量三个物理量之间的定量关系，可以在质量一定的情况下，探究物体的加速度与力的关系；再在物体

受力一定的情况下，探究物体的加速度与质量的关系.最后归纳出加速度与力、质量之间的关系.这是物理学中常用的控制

变量的研究方法

U△（pAv

D.在公式/=/中电压〃和电流/具有因果关系、公式中A0和£具有因果关系，同理t在中Av和a具有

因果关系

【参考答案】D

【名师解析】在后关中△。和a不具有因果关系，合外力F是加速度a产生的原因，选项D的叙述错误。

8.（2017内蒙古巴市一中期末）在物理学的重大发现中科学家们创造了许多物理量学研究方法，如理想实验法、控制变量法、

极限思想法、等效替代法、理想模型法、微元法等等，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（）

△xAx

A.根据速度定义式当at非常非常小时，后就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限思维法

B.在不需要考虑带电体的大小和形状时，用点电荷来代替实际带电体采用了等效替代的方法

C.伽利略在研究自由落体运动时采用了理想模型的方法

D.在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移

相加，这里采用了微元法

【参考答案】B

【名师解析】

在研究多个量之间的关系时，常常要控制某些物理量不变，即控制变量法；

当时间非常小时，我们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即称之为瞬时速度，采用的是极限思维

法；

合力与分力是等效替代的关系.在研究曲线运动或者加速运动时，常常采用微元法，将曲线运动变成直线

运动，或将变化的速度变成不变的速度

A、为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作

为瞬时速度，即采用了极限思维法，故A正确；

B、点电荷采用的科学方法为建立理想化的物理模型法，故B错误；

C、伽利略在研究自由落体运动时采用了理想模型的方法，故C正确.

D、在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采

用了微元法；故D正确；

本题选错误得

故选：B

【点评】在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念

和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习

9.（2016山东淄博模拟）在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法，如理想实验法、控制变量法、

极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是

AxAr__

A.根据速度定义式丫=—,当Af非常非常小时，就可以用——表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限思想法

△t&t

B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代的思想

C.玻璃瓶内装满水，用穿有透明细管的橡皮塞封口。手捏玻璃瓶，细管内液面高度有明显变化，说明玻璃瓶发生形变，该实

验采用放大的思想

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的

位移相加，这里采用了微元法

【参考答案1B

【命题意图】本题考查了对相关的物理学研究方法的了解、理解和掌握情况。

【解题思路】在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用的是理想模型法，选项B的叙述不正确。

【易错点拨】解答此题常见错误是：一是选项B中由于采用了质点代替物体的方法，一些同学望文生义，就认为是采用了等

效替代的思想，认为B的叙述正确；二是认为选项A中“当作常非常小时”，这是取了微元，这是运用了微元法，认为选

项A叙述不正确；三是选项D中，“把各小段的位移相加”，这是累积法，认为选项D叙述不正确。

10.（2016贵州黔南州三校联考）以下说法符合物理学史的是：（）

A.笛卡尔通过逻辑推理和实验对落体问题进行了研究

B.奥斯特发现了电流的周围存在磁场并最早提出了场的概念

C.静电力常量是由库仑首先测出的

D.牛顿被人们称为“能称出地球质量的人”

【参考答案】.C

【命题意图】本题考查了对相关物理学史的了解和知道情况。

【解题思路】伽利略通过逻辑推理和实脸对落体问题进行了研究，选项A错误。奥斯特发现了电流的周围

存在磁场，法拉第最早提出了场的概念，选项B错误。静电力常量是由库仑首先测出的，选项C正确。卡

文迪许通过扭秤实蜡测出了万有引力恒量，从而由GM/R2个可以计算出地球质量，被人们称为“能称出地球

质量的人”，选项D错误。

【易错点拨】解答此题的易错点主要有：一是认为笛卡尔通过逻辑推理和实验对落体问题进行了研究，错选A；二是认为奥

斯特发现了电流的周围存在磁场并最早提出了场的概念，错选B；三是认为牛顿发现了万有引力定律，就可计算出地球质量,

导致认为牛顿被人们称为“能称出地球质量的人”，错选D。

11.（2016洛阳一模）下列关于物理学思想方法的叙述箱课的是（）

A.探究加速度与力和质量关系的实验运用了控制变量法

B.电学中电阻、电场场强和电势的定义都运用了比值法

C.力学中将物体看成质点运用了理想化模型法

D.当物体的运动时间at趋近于o时，时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法

【参考答案】D

【命题意图】本题考查了对相关知识的得到或探究所采用的物理学思想方法的了解和知道情况。

【解题思路】当物体的运动时间At趋近于0时，at时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了极限法，选项D的叙述是铮侯

的。

12.（2016陕西省咸阳第二次质检）在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制

变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法和科学假说法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（）

A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，以及在力的合成过程中用一个力代替几个力，这里都采

用了等效替代的思想

B.根据速度定义式丫=——，当at非常非常小时，就可以用一表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限思想方法

c.玻璃瓶内装满水，用穿有透明细管的橡皮泥封口。手捏玻璃瓶，细管内液面高度变化，说明玻璃瓶发生形变，该实验采用

放大的思想

D.在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移

相加，这里采用了微元法

【参考答案】A

【名师解析】在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，是理想化模型法，选项A

说法不正确。

13.牛顿提出太阳和行星间的引力F=G当.后，为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力，也遵循这个规律,

r

他进行了“月-地检验已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍，“月-地检验”是计算月球公转的

1

A.周期是地球自转周期的倍

B.向心加速度是自由落体加速度的一1倍

602

C.线速度是地球自转地表线速度的60,倍

D.角速度是地球自转地表角速度的60,倍

【参考答案】B

【名师解析】根据教材必修二第六章第3节中月一地检验，假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力，

同样遵循“平方反比”的规律，那么，由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，月球轨道上物体受到的引力，比它在地面附

近受到的引力要小，前者只有后者的1/60',根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动的向心加速度也就应该大约是它在地

面附近下落时的加速度的1/60\即“月-地检验”是计算月球公转的向心加速度是自由落体加速度的」y倍，选项B正确ACD

602

错误。

【点评】此题以万有引力定律和“月-地检验”切入，看似考查物理学史，实际上是考查沿着科学家牛顿对此问题的思维过程，

从而得出适用于宇宙中一切物体的万有引力定律。学习、借鉴科学家的思维，对一些问题进行科学思考，是创新发展的基础，

将成为高考命题的新热点，应该引起足够的重视。

14.（2016江苏运河中学质检）下列说法中正确的是（）

A.研究一端固定并可绕转动的木杆的运动时，可把木杆看成质点

B.质点某时刻的加速度不为零，则该时刻的速度也不为零

C.从水平匀速飞行的飞机上向外自由释放一个物体，不计空气阻力，从地面上看，物体始终在飞机的正下方

D.当物体做直线运动时，位移的大小等于路程

【参考答案】C

1名师解析］

研究一端固定并可绕转动.的木杆的运动时，由于木杆的大小不能忽略，故不可把木杆看成质点，选项A错

误，质点某时刻的加速度不为零，但则该时刻的速度可能为零，例如竖直上抛运动的物体到达最高点，时加

速度为g,但是速度为零，选项B错误；从水平匀速飞行的飞机上向外自由套放一个物体，不计空气阻力,

则物体在水平方向做匀速运动，速度的大小与飞机速度大小相同，故从地面上看，物体始终在飞机的正下

方，选项C正确，只有当物体做单向的直线运动a寸，位移的大小才等于路程，选项D错误。考点：质点；平抛运动；路程和

位移.

15（2016江西九江七校联考）伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的

斜面上由静止开始滚下，并且做了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、。让小球分别

由A、B、C滚下，如图所示，A、B、C与斜面底端的距离分别为S、&、S,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为G

h、加小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为小以匕，则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑

斜面向下运动是匀变速直线运动的是（）

VlV2V3

t\tl

乜="=匕_

2一2一2

【参考答案】D

【名师解析】

试题分析：A中的表达式上=上=竺=a,即都是小球运动的加速度，但是不是伽利略用来证明小球沿光滑斜

面向下运动是匀变速直线运动，选项A错误；因为?表示从A点下落到底,常的平均速度，同理空，萼分别

222

是从BC两点下落到底端的平均速度，故式子不成立，选项B错误；C中的并不等于选项C错

误；因S,则号=号=号=%，因时间和位移都很容易测出，则D关系式正确，并且是伽利略用

2名t；2

来证明小球沿光滑斜面向下运动是匀变速直线运动，故选D.

考点：匀变速直线运动的规律.

16.（2016山东名校）下列说法正确的是：（）

A.牛顿在得出力不是维持物体运动的原因这一结论的过程中运用了理想实验的方法

B.在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认

为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”，那么由加速度的

定义〃=包，当Af非常小的时候，包就可以表示物体在f时刻的瞬时加速度，上述论断就运用了“微元法”

AtAt

C.用比值法定义物理量是物理学中一种重要的物理科学方法，公式4=£就运用了比值定义法

D.万有引力可以理解为任何有质量的物体都要在其周围空间产生一个引力场，而一个有质量的物体在其它有质量的物体所产

生的引力场中都要受到该引力场的引力（即万有引力）作用，这情况可以与电场相类比，那么在地球的引力场中的重力加速

度就可以与电场中的电场强度相类比

【参考答案】D

【名师解析】伽利略在得出力不是维持物体运动的原因这一结论的过程中运用了理想实验的方法，选项A错误；选项B后面

部分由加速度的定义”=生，当Af井常小的时候，包就可以表示物体在，时刻的瞬时加速度，上述论断就运用了“极限法”,

选项B错误；选项c的a=—不是定义式，选项c错误。

【考点】综合考查物理科学方法

17、（2016湖南启慧大联考）在物理学的发展过程中，科学的物理思想与方法对物理学的发展起到了重要作用，下列关于物

理思想和方法说法错误的是（）

A、质点和点电荷是同一种思想方法

B、重心、合力和分力、总电阻都体现了等效替换的思想

C、加速度、电场强度、电势都是采取比值法定义的物理量

D、伽利略用比萨斜塔落体实验推翻了亚里士多德关于重的物体下落快的观点

【参考答案】D

【名师解析】伽利略利用推理推翻了亚里士多德关于重的物体下落快的观点，选项D的说法错误。

18.（2016山东联考）2013年6月20日，女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课。授课

中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应。在视频中可观察到漂浮的液滴处于周期性的“脉动”中。假设

液滴处于完全失重状态，液滴的上