一、初二物理机械运动实验易错压轴题（难）1．如图，在斜面上测量小车运动的平均速度，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段的平均速度．（1）该实验原理是_____．（2）如果测得小车从A滑到C的时间t AC=2.4s，小车从A滑到B的时间t AB=1.6s，则AB段的平均速度v AB=_____cm/s，则BC段的平均速度v BC=_____cm/s；（3）由实验看出，下车下滑过程中速度越来越_____（选填“慢”“快”）．（4）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，测得AB段的平均速度v AB会偏_____（选填“大”或“小”）．（5）为测量小车运动过程中下半程的平均速度，某同学让小车从B点由静止释放，测出小车到达C点的时间，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度v=s AB/t BC，他的做法正确吗？_____．（6）聪明的小杜发现AB段和BC段路程的特点，算出了AC段平均速度v，AB段的平均速度v1，觉得还可以用公式直接算出BC段的平均速度v2，则v2=_____（用v、v1）．【来源】重庆八中2017-2018学年八年级（上）期中物理试题【答案】 v=s/t 25 50 快小不正确112vvv v-【解析】(1)该实验原理是:vst= .(2)s ABBCs==40.00cm，t AC=2.4s，t AB=1.6s，tBC 2.4s 1.6s0.8sAC ABt t=-=-=，则AB段的平均速度v AB4025cm/s1.6ABABs cmt===，则BC段的平均速度v BC4050/0.8BCBCs cmcm st s===.(3)由BC ABv v>可以看出，小车下滑过程中速度越来越快。
（4）在测量小车到达B点的时间时，如果小车过了B点才停止计时，则测量时间偏大，故AB段的平均速度v AB会偏小。
（5）小车从B点由静止释放，B点的速度为0，小车从A点由静止释放，B点的速度不为0，故两次从B到C的时间不同，从而计算出小车运动过程中下半程的平均速度不同，所以该做法错误。
（6）AC段平均速度v，路程为s,时间为t, 由vst=得,tsv= AB段的平均速度为v1 ,路程为2s，时间为t1,由vst=得，t11122ssv v== ,BC段的平均速度为v2，路程为2s，时间为211t 2ss t t v v =-=-，由v s t= 得，v212112222s svv s s t v v v v ===--. 点睛：求v 2的表达式，推导过程较难，应加强这方面的练习。
2．2007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/m 3，沙的密度为2.5×103kg/m 3．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 ）5 10 15 20 电压表示数（V ） 0.6 2.4 5.4 9.6②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/m 3）1.12.23.34.4 电压表示数（V ） 2.3 3.5 4.65.8（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 ，1m 3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 =kρv 2，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 ∝av 3+bv 2+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 ∝0.024v 2；②分析含沙量与电压表示数的数据，含沙量每增加1.1kg/m 3，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 =kρv 2，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 =d h G ， F =pS =kρv 2S =kρv 2hL ， v =323321.5m 5010kg 10N/kg 0.5(2.7kg/m +1.3kg/m )(3m)25mdG k h L ρ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯≈41m/s ． 答：（1）．单位面积上所受到的风力大小的关系式为p =kρv 2，ρ为含有沙尘的空气密度； （2）．风速为41m/s ．3．小明同学测小车的平均速度，请帮助他完成下列问题：(1)测平均速度需要的测量工具是______和______；该实验依据的原理是___________；(2)小车所放的斜面应保持较____（填“大”或“小”）的坡度，这样小车在斜面上运动时间会____（填“长”或“短”）些，便于测量时间；(3)如图所示，斜面长1.6 m ，测得小车从斜面顶端运动到底端所用的时间是5 s 。
如果在斜面的中点装上金属片，测得小车从斜面顶端运动到金属片的时间为2.8 s 。
请计算出小车通过上半段的平均速度v 2为___________m/s ；（保留两位小数）(4)小车从斜面顶端运动到底端过程中，小车做的是_________（填“匀速”或“变速”）直线运动。
【来源】甘肃省定西市临洮县2019-2020学年八年级（上）期中考试物理试题【答案】刻度尺 停表 s v t=小 长 0.29 变速 【解析】【分析】【详解】(1)[1][2][3]测小车平均速度的实验原理就是速度的计算公式=svt测量路程和时间需要的仪器是刻度尺和钟表；(2)[4][5]在小车能下滑的情况下，使用的斜面的坡度较小，小车下滑的速度变化较慢，在斜面上运动的时间较长，这样便于测量时间；(3)[6]如图所示，斜面长1.6 m，测得小车从斜面顶端运动到底端所用的时间是5 s。
如果在斜面的中点装上金属片，测得小车从斜面顶端运动到金属片的时间为2.8 s。
请计算出小车通过上半段的平均速度v2为20.8m===0.29m/s2.8ssvt(4)[7]小车从斜面顶端运动到底端过程中，在前一半路程和后一半路程需要的时间不同，所以，小车做的是变速直线运动。
4．物理实验课上，某实验小组利用带有刻度尺的斜面、小车和数字钟测量小车的平均速度，如图所示，图中显示的是他们测量过程中的小车在甲、乙、丙三个位置及其对应时刻的情形，显示时间的格式是“时：分：秒”。
（1）本实验的原理是___；（2）实验时应保持斜面的倾角较小，这是为了减小测量_____（填“路程”或“时间”）时造成的误差；（3）斜面倾角不变，小车由静止释放运动到底端，则小车前半程的平均速度____小车后半程的平均速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）；（4）由图观察可知，小车从乙位置运动至丙位置时，所测量的路程是____cm，平均速度____m/s；（5）物体的运动常常可以用图像来描述，下图中能反映本实验中小车运动情况的是______（选填“A”或“B”）【来源】福建省三明市大田县2019-2020学年八年级（上）期中物理试题【答案】v=st时间小于 65.0 0.1625 B【解析】【分析】【详解】(1)[1]测量小车的平均速度需要用到速度的公式v=st。
(2)[2]斜面坡度越大，小车沿斜面向下加速运动越快，所用时间会越短，计时会越困难，所以为使计时方便，减小测量时间的误差，斜面坡度应小些。
(3)[3]小车由静止释放，做加速运动，小车通过前半程的平均速度小于小车通过后半程的平均速度。
(4)[4][5]由图可知，小车从乙位置运动至丙位置时的路程是65.0cm，运动的时间是4s，平均速度v=65.0cm4sst=16.25cm/s=0.1625m/s(5)[6] A图为s-t图象，是一过原点的直线，说明做匀速直线运动，通过的距离与时间成正比，故A不符合题意；而B图为v-t图象，表示随着时间的增长，速度逐渐变大，故图B 中能反映小车运动情况。
5．如图是小明在测量平均速度的实验中所用的实验装置。
(1)在实验中，小明需要的测量工具有____________和___________。
(2)小车所放的斜面应保持较________（选填“大”或“小”）的坡度，这样小车在斜面上运动的时间会________（选填“长”或“短”）些，便于测量。
(3)小车从斜面顶端运动到底端的过程中，小车做的是__________（填“匀速”或“变速”）直线运动。
(4)实验前必须学会熟练使用电子表，如果先计时再放开小车，则会使所测甲丙段的平均速度偏____。
(填“大”或“小”)【来源】湖南省永州市新田县2019-2020学年八年级（上）期中质量监测物理试题【答案】刻度尺秒表小长变速小【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]在做测量平均速度的实验时，根据实验原理svt=，需测量路程和时间两个物理量，故需要的对应的测量工具为刻度尺和秒表。
(2)[3][4]小车所放的斜面应保持较小的坡度，使小车在斜面上缓缓的滑下，这样小车在斜面上运动的时间会长一些，便于我们测量。
(3)[5]小车从斜面顶端运动到底端的过程中，速度会越来越快，故小车做变速直线运动。
(4)[6]实验时，如果先计时再放开小车，这样记录的时间比实际运动的时间偏长，故会使所测甲丙段的平均速度偏小。
6．小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如图所示的实验装置：小车从带刻度（分度值为1cm）的斜面顶端由静止下滑，图中的圆圈是小车到达A、B、C三处时电子表的显示（数字分别表示“小时：分：秒”）（1）该实验是根据公式_____ 进行速度计算的．（2）实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较_____（填“大”或“小”）．（3）请根据图中信息回答v AB＝_____ m/s； v BC＝_____m/s．（4）由实验看出，小车在下滑过程速度越来越_____，是在做_____运动．（5）实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A点后才开始计时，则会使所测AC段的平均速度v AC偏_____ （选填“大”或“小”）．【来源】天津市南开中学2018-2019学年八年级9月月考物理试题【答案】v= 小 0.2 0.5 大变速直线大【解析】试题分析：该实验是根据公式v=s/t进行速度计算的；实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较小，小车运行的时间较长；AB的速度是：0.4m==0.2/2ABABABsv m st s=；BC的速度是：0.5m==0.5/1BCBCBCsv m st s=；实验前必须学会熟练使用电子表，如果让小车过了A 点后才开始计时，路程不变，时间变小，所以则会使所测AC段的平均速度偏大．考点：测小车的平均速度实验点评：解决本题的关键是注意单位的统一，知道测量速度的原理：stυ=．7．如图所示，让小车从斜面的A点由静止开始下滑，分别测出小车到达B点和C点的时间，即可测出不同阶段小车的平均速度。