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） 电压表示数（V） 5 0.6 10 2.4 15 5.4 20 9.6
②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） 电压表示数（V） 1.1 2.3 2.2 3.5 3.3 4.6 4.4 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×F=pS=kρv2S=kρv2hL，
dhd=G×，则风力F=G， 2h2dG1.5m?50?103kg?10N/kgv=≈41m/s． ?2332k?hL0.5?(2.7kg/m+1.3kg/m)?(3m)?25m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．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：小车从带刻度的、分度值为1 cm的斜面顶端由静止下滑，图中的时间是小车到达A、B、C三处时电子表的显示时刻：
（1）该实验是根据公式____进行测量的；所用的测量工具是___________和______________；
（2）实验中为了方便计时，应使斜面坡度较___ （填“陡”或“缓”）些； （3）请根据图中所给信息回答：
sBC=_______cm，tBC=______s，vAC=_____m/s；
（4）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，则会导致所测AC段的平均速度vAC偏____（填“大”或“小”）；
（5）甲、乙两组实验操作中，小车通过的路程之比是2∶3，所用的时间之比是4∶3，则甲乙两物体运动的平均速度之比是______。
【来源】河南省三门峡市陕州区2019-2020学年八年级（上）期中考试物理试题 【答案】v?s 刻度尺 秒表 缓 5.0 1 0.033 大 1∶2 t
【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2][3]平均速度是指某段时间内的路程与这段时间的比值，计算公式为v?要用刻度尺测量路程，用秒表测量时间。
(2)[4]斜面坡度越大时，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，斜面坡度应该较缓一些。 (3)[5][6]由图知
s，实验中tsBC?5.0cm，tBC?15:35:23?15:35:22?1s
[7] 由图知
sAC?10.0cm，tAC?15:35:23?15:35:20?3s
所以
vAC?sAC10.0cm??3.3cm/s=0.033m/s tAC3sA、C间的平均速度为0.033m/s。
(4)[8]如果让小车过了A点后才开始计时，计时晚，所计时间偏小，用公式v?均速度vAC偏大。
(5)[9]甲乙两物体运动的平均速度之比
s算出的平ts甲v甲t甲s甲t乙23 ??????1:2 v乙s乙s乙t甲34t乙则甲乙两物体运动的平均速度之比是1∶2。
3．在如图所示的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：______；
(2)实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较________（选填“大”或“小”）； (3)图中AB段的路程sAB＝______cm，如果测得AC段的时间tAC＝2.5 s，则AC段的平均速度vAC＝______m/s；
(4)为了测量小车在BC段的平均速度vBC，_______（选填“可以”或“不可以”）将小车从B点静止释放。
【来源】湖北省武汉二中广雅中学2018-2019学年九年级3月月考物理试题 【答案】v?【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]测量平均速度的实验原理是v?s 小 40.0 0.32 不可以 ts。 t(2)[2]实验中为了方便计时，应使斜面的坡度较小，这样小车下落速度较小。 (3)[3]从图中可以看到，图中AB段的路程是
sAB=80.0cm-40.0cm=40.0cm
[4]AC段的路程是
sAC=80.0cm=0.8m
那么AC段的平均速度是
vAC?sAC0.8m??0.32m/s tAC2.5s(4)[5]由于分别测出小车到达B点和C点的时间，从而得到小车在BC段的运动时间，这个时间段是对于小车在B点是有速度的，速度不是零，所以不可以将小车从B点静止释放。
4．如图所示，是小华和小明两同学探究“二力平衡条件”的实验．
(1)如甲图所示，小华将木块放置于水平桌面上，两边各用一段细绳通过定滑轮悬挂一定量的钩码．小华发现，当左边悬挂三个钩码，右边悬挂两个钩码时木块A也能保持静止．这是由于____．(每个钩码重1 N)
(2)小明认为将木块A换成带轮子的小车，实验效果会更好，其原因是：________. (3)换成小车后，若要使小车保持静止，应当在右侧(选填“增加”或“减少”)________1个钩码．
(4)小车处于静止后，保持两边拉力的大小不变，将小车扭转到如图乙所示的位置，松手后，小车将扭转回来．这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在________上的条件． 【来源】2020届中考物理一轮复习专题强化：运动和力
【答案】木块与桌面的摩擦力太大导致的； 小车比木块受到的摩擦力更小； 增加； 同一直线。 【解析】 【分析】 【详解】
（1）据上面的分析可知，木块保持静止，在水平方向受到向左的拉力、向右的拉力和向右的摩擦力三个力的作用，所以木块静止不动的原因是由于木块与桌面的摩擦力太大导致的；
（2）木块A换成带轮子的小车，将滑动摩擦力变为滚动摩擦力，大大减小了摩擦力，从而减小了摩擦对实验的影响；
（3）木块换成小车后，要使木块静止，就应该使左右两侧钩码的拉力相等，由于左边是3个钩码，右边是2个钩码，因此应该在右侧增加1个钩码；
（4）将小车扭转到如图乙所示的位置，两个拉力不在同一直线上，不能平衡，所以会扭转回来；这一步骤说明二力平衡时，要满足二个力在同一直线上．
5．为比较纸锥下落快慢，小波用两个等大的圆纸片，分别裁去一个扇形，做成图甲所示的A、B两个锥角不等的纸锥。
(1)小波想通过比较纸锥从同一高度下落到水平地面的先后，来确定纸锥下落的快慢，他应该选择图_____ （选填“乙”或“丙”） 所示的位置开始释放。实验中为了减小测量误差，应该让两个纸锥从更_____的地方开始下落；
(2)小波用频闪相机拍下某一纸锥 下落过程，如图丁所示；
①能反映出该纸锥下落速度与时间的关系图像是_____（选填图中的选项字母）；
A． B． C．
D．
②已知照相机每隔0.2s曝光一次，照片的缩放比例为1∶30，则纸锥经过B位置时的实际
上海民办金盟学校物理机械运动实验单元试卷(word版含答案)
