一、初二物理机械运动实验易错压轴题（难）1．2007年2月28日，从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻．看了这个报道后，某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究．如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L 的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O 点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触．研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3．他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：①在含沙量相同条件下，改变风速，记录不同风速下电压表的示数如下：风速（m/s）5101520电压表示数（V）0.6 2.4 5.49.6②在风速大小相同条件下，改变风中空气的含沙量，记录不同含沙量下电压表的示数如下：含沙量（kg/m3） 1.1 2.2 3.3 4.4电压表示数（V） 2.3 3.5 4.6 5.8（1）根据上述实验结果，试推导出单位面积上所受到的风力大小的关系式？（设比例系数为k）（2）若（1）中的比例系数k的大小为0.5，已知：车厢的高度为3m，车厢的长度为25m，车厢质量为50t，铁轨间距为1.5m，1m3沙尘暴中含沙尘2.7kg，请根据（1）中的关系式计算当时的风速至少为多大？【来源】2009年江西省上饶县二中九年级应用物理知识竞赛复赛模拟试题（三）【答案】（1）p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度；（2）41m/s【解析】【分析】【详解】（1）．①分析数据可看出风速每增加5m/s，电压表的示数增加量分别是1.8V、3V、4.2V，也就是说，在这里，风速和压力并不是呈一次函数关系，可以假设一个方程，即：U∝av3+bv2+cv+d，把表中实验数据代入表达式，解得：a=0，b=0.024，c=0，d=0，即U∝0.024v2；②分析含沙量与电压表示数的数据，含沙量每增加1.1kg/m3，电压增量即为1.2V，也就是说，含沙量与压力成正比，U∝ρ；风力越大，导线的偏移量与电压成正比，单位面积所受压力即压强，则p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度，k为比例常数．（2）．车厢可以看做杠杆，由杠杆平衡条件得：F×2h=G×2d，则风力F=dhG，F=pS=kρv2S=kρv2hL，v=323321.5m5010kg10N/kg0.5(2.7kg/m+1.3kg/m)(3m)25mdGk h Lρ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≈41m/s．答：（1）．单位面积上所受到的风力大小的关系式为p=kρv2，ρ为含有沙尘的空气密度；（2）．风速为41m/s．2．在“测小车的平均速度”的实验中，小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止下滑，图中有小车到达A、B、C三处时电子表的显示（格式是“小时：分：秒”）（1）该实验是根据公式______________进行测量的．（2）为了方便计时，应使斜面坡度较__________________（填“大、小”）（3）请根据图中所给信息回答： v AC＝____________ m/s．【来源】四川省广元市苍溪县思源实验学校2019-2020学年度八年级（上）期中物理试题【答案】v=s/t小0.033【解析】【分析】【详解】(1)利用速度公式v＝st.(2) 斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，斜面坡度应小一些．(3)由图中知s AC＝10.0cm,t AC＝3s,v AC＝ACAC10.0cm3sst＝＝3.3cm/s＝0.033m/s.【点睛】（1）该实验利用速度公式v＝st测量；（2）若要计时方便，应使所用的时间长些．（3）根据图中刻度尺上的刻度，停表上的时间，可知每段的距离和所用时间，求得速度．3．如图所示，在测量小车运动的平均速度实验中，让小车从斜面的A点由静止开始下滑并开始计时，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可算出小车在各段的平均速度。

(1)图中AB段的距离S AB＝________cm，测得时间t AB＝1.6 s，则AB段的平均速度v AB＝______cm/s；(2)如果小车过了B点才停止计时，则测得的平均速度v AB会偏________；(3)实验中应多次测量，每次测量时必须让小车从____________由静止开始下滑。

【来源】福建省龙岩市长汀县2019-2020学年八年级（上）期中物理试题（质量抽查）【答案】40.0cm 25 cm/s 小同一位置【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图知道，AB段的距离S AB =80.0cm-40.0cm=40.0cm[2]又因为测得时间t AB＝1.6 s，所以，AB段的平均速度AB ABAB 40.0cm25cm/s 1.6?sSvt===(2)[3]如果让小车过了B点才停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由svt=知道，平均速度会偏小。

(3)[4]实验中多次测量求平均值是为了减小误差，所以实验中应保证小车每次通过的距离相等，即每次测量时必须让小车从同一位置由静止开始下滑。

4．如图所示是测量小车沿斜面运动的平均速度的实验。

(1)该实验根据的原理是_____，实验中需要的测量工具是_____和_____；(2)实验中为了方便计时，应该使用坡度_____（选填“较大”或“较小”）的斜面； (3)实验时观察到小车沿斜面顶端运动到斜面底端的过程是_____（选填“匀速”或“变速”）直线运动；(4)若图中秒表每格为1s ，则小车通过全程的平均速度是_____ m/s ；(5)实验中若让小车运动之后才开始计时，则会使所测的平均速度偏_____。

（选填“大”或“小”）【来源】广西来宾市兴宾区2019-2020学年八年级（上）期中教学质量检测物理试题 【答案】sv t= 刻度尺 秒表（停表） 较小 变速 0.2 大 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由于需要测量小车沿斜面运动的平均速度，所以，实验的原理是利用公式sv t=计算小车平均速度。

[2][3]根据实验原理知道，实验中要用刻度尺测量小车运动的路程，用秒表测量小车运动的时间，所以，实验中需要的测量工具是刻度尺和秒表。

(2)[4]若要计时方便，应使斜面的坡度小一些，这样可以减小小车运动的速度，使小车在斜面上通过的时间更长。

(3)[5]小车沿斜面顶端下滑到斜面底端的运动时，由于相同的距离，所用时间减小，即速度越来越大，所以，是变速直线运动。

(4)[6]由图知道， 小车通过全程的时间是5s ，距离是1m ，所以，小车通过全程的平均速度是1m ==0.2m/s 5ss v t =(5)[7]实验中若让小车运动之后才开始计时，则会导致时间的测量结果偏小，由s v t=知道，平均速度会偏大。

5．这是某实验小组“测量平均速度”的情景：（1）测量平均速度的原理是：________（2）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较________（选填：“大”或“小”）． （3）小车从B 到C 的距离是：________（4）小车从A 到C 所用的时间是：________，全程平均速度是：________．（5）在这个过程中，必须熟练的使用电子计时器，如果小车过了A点才开始计时，会使测得的平均速度偏________（选填：“大”或“小”）．【来源】广西来宾市兴宾区2017-2018学年八年级（上）期中物理试题（教学质量检测） 【答案】v= s/t 小 0.48m 3s 0.29m/s 大 【解析】 【详解】(1)测小车的平均速度实验，是根据公式sv t=进行测量的； (2)斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，过某点的时间会越短，计时会越困难；所以为使计时方便，斜面坡度应小一些；(3)由图知，刻度尺的最小分度值是1cm ，由B 到C 小车的路程：6.00dm 1.20dm 4.80dm=0.48m BC s =-= ；(4)由图知,小车从A 到C 的路程：10.00dm 1.20dm 8.80dm AC s =-=， 3s AC t =， 则全程平均速度是8.80dm2.9dm/s=0.29m/s 3sAC AC AC s v t ==≈； (5)让小车过了A 点后才开始计时，计时晚，故所计时间偏小，由sv t= 可知计算出的平均速度偏大。

故答案为：sv t= ； 小 ；0.48m ； 3s ； 0.29m/s ；大。

6．爱科学的佳佳在“测量平均速度”时，想研究测量从斜面上滑下的物体在不同阶段时的平均速度，设计了如图所示的实验装置；让小车从带有刻度（分度值为1cm ）的斜面顶端由静止滑下，图中的圆圈是小车到达A 、B 、C 三个位置时电子表的显示时间（圆圈里面的数字分别表示“小时：分：秒”），则：（1）根据图中所给信息可以判断，小车从斜面顶端运动到底端的过程中______ （选填 “是”或“不是”）做匀速直线运动（2）图中AC 段的路程是______ cm ； 在实验前必须熟练使用秒表，在测量小车到达C 点的时间时，如果小车到达C 点还没有停止计时，则测得AC 段的平均速度________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

【来源】陕西省西安市西北工业大学附属中学2017-2018学年八年级（上）期末物理试题【答案】不是 9.00 偏小【解析】【详解】(1)[1]前段路程为4cm用时2s，后段路程为5cm用时1s，所以小车从斜面顶端运动到底端的过程中不是做匀速直线运动；(2)[2]图中AC段的路程为10.00cm-1.00cm=9.00cm；[3] 如果小车到达C点还没有停止计时，则测得的时间偏大，由svt可知，当测得的时间t偏大时会导致平均速度v偏小的。

7．在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，小明制作了一个直径8.0cm的纸锥，某次实验用频闪照相机拍摄得到如图所示的照片，已知：频闪照相机每隔0.25s曝光一次，照片中纸锥的直径是0.8cm，照片中A到G的长度L=8.4cm。

照片中A到G的长度L/cm ①③纸锥的平均速度v/（m·s-1）8.4②④（1）为了能够从已知的信息计算得出纸锥从A下落到G点的平均速度，请你在设计的表格中将空缺的①②③④部分补充完整：①________________；②________；③__________；④________。

（2）观察纸锥下落的照片，可以得出纸锥从A到G过程中，下落速度的变化情况是_________。