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 ∝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 =dh G ， F =pS =kρv 2S =kρv 2hL ，v =323321.5m 5010kg 10N/kg0.5(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 ．2．如图甲是测平均速度的实验装置。

(1)实验的原理是___________；(2)实验中为了便于测量小车的运动时间，斜面应保持___________（选填“较小”或“较大”）坡度；(3)由实验测量可知，小车通过上半程的平均速度___________（选填“小于”“大于”或“等于”）小车通过下半程的平均速度，表明小车做的是___________（选填“匀速”或“加速”）运动；(4)实验过程中某一时刻秒表示数如图乙所示，则读数为___________s 。

【来源】山东省潍坊市昌乐县2019-2020学年八年级（上）期中学业质量检测物理试题 【答案】sv t= 较小 小于 加速 337.5s 【解析】 【分析】(1)实验的原理是svt =。

(2)若要计时方便，应使所用的时间长些。

(3)小车在下滑过程中做加速运动。

(4)秒表的中间的表盘代表分钟，周围的大表盘代表秒，秒表读数是两个表盘的示数之和。

【详解】(1)[1]测平均速度的实验原理是svt =。

(2)[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，斜面坡度应较小。

(3)[3][4]由实验测量可知，小车通过上半程的平均速度小于小车通过下半程的平均速度，小车做的是加速运动。

(4)[5]由图可知：在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“5”和“6”之间，所以分针指示的时间为5min；偏向“6”一侧，说明大表盘的读数应读大于30s；在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，指针在37.5s处，所以秒针指示的时间为37.5s，则该秒表的读数为5min+37.5s=300s+37.5s=337.5s3．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svt=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：10.00dm1.20dm 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。

4．如图所示，将一块长木板的左侧垫高，使之成为有一定倾角的斜面，木板的右端安装一块挡板，挡板上粘有橡皮泥。

现将一辆小车从图示位置（小车左边缘与木板上端齐平）自由释放，小车下滑到挡板处停止运动。

测得小车的运动时间为t ；测得小车的长度为1s ，木板的长度为2s ，问：(1)上述实验过程中，需要用到的测量工具除了秒表，还有_______。

通过上述测量，可以测得小车运动的平均速度v =________（用题中字母来表示）；(2)若小车释放瞬间立即按下秒表开始计时，但小车在挡板处撞停时由于测量者不够专注，稍微迟缓一下才按下秒表停止计时，则测得的平均速度跟真实值相比偏_________。

为减小小车运动时间的测量误差，实验时应使斜面的倾角适当___________些； (3)下图中可能准确反映小车运动情况的是_______。

【来源】江苏省常熟市2019-2020学年八年级（上）期末学业水平调研物理试题 【答案】刻度尺 21s s t- 小 小 D 【解析】 【分析】(1)要测量物体运动的平均速度，需要测量物体运动的距离和时间，测量路程用刻度尺，测量时间用秒表；已知物体运动的距离和时间，根据sv t=求出小车运动的平均速度。

(2)迟缓一下才按下秒表停止计时，会导致时间的测量结果偏大，根据sv t=判断平均速度的大小；若要计时方便，应使所用的时间长些。

(3)小球是在做加速运动，随着时间的推移，速度是逐渐变大的，由此选出图像。

【详解】(1)[1]计算速度需要知道路程和时间，题中已有秒表测时间，还缺少测量路程的刻度尺。

[2]由图可知，小车运动的路程为21s s s =-则小车运动的平均速度为21s s s v t t-== (2)[3]迟缓一下才按下秒表停止计时，会导致时间的测量结果偏大，由公式sv t=可知，平均速度会偏小。

[4]为减小小车运动时间的测量误差，应使斜面的倾角适当小一些，使小车在斜面上通过的时间更长。

(3)[5]由图中小车的运动轨迹可知，小球运动的速度随着时间的推移逐渐变大，则图D 符合题意。

故选D 。

5．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 ）的斜面项端由静止下滑，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__________（选填“大”或“小”），目的是__________；(3)请根据图中信息回答：s AB =_________cm 、v AB =_________m/s ；(4)小车到达C 点后，没有立即停止计时，而是过了一会才停止计时，则全程的平均速度v AC _______；（选填“偏大”或“偏小”）(5)AB 、BC 以及AC 各段速度大小关系：_____________（用“v AB ”、“v BC ”和“v AC ”表示）；(6)由此我们可以得出结论小车在做_____（选填“变速”或“匀速”）直线运动，并且速度越来越_______。

（选填“大”或“小”）【来源】辽宁省阜新市实验中学2019-2020学年八年级10月月考物理试题 【答案】v =st小 方便计时 0.4 0.2 偏小 v AB < v AC < v BC 变速 大 【解析】 【详解】(1)[1]该实验测小车平均速度的实验原理是v =s t。

(2)[2][3]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，斜面坡度应较小。

(3)[4][5]由图知，小车通过AB 、BC 、AC 走的路程s AB =10.0dm−6.0dmm=4.0dm=0.4m s BC =6.0dm−1.0dmm=5.0dm=0.5m s AC =10.0dm−1.0dmm=9.0dm=0.9m所用的时间t AB =15:35:22−15:35:20=2s t BC =15:35:23−15:35:22=1s t AC =15:35:23−15:35:20=3s速度v AB =AB AB s t =0.4m 2s =0.2m/sv BC =BC BC s t =0.5m 1s=0.5m/sv AC =AC AC s t =0.9m 3s=0.3m/s(4)[6] 小车到达C 点后，没有立即停止计时，而是过了一会才停止计时，计时晚，所计时间偏大，用公式v =st算出的速度偏小。