北京喇叭沟门满族中学物理机械运动实验单元测试与练习(word解析版)

由天下分享时间：2024/9/15 10:23:44 加入收藏我要投稿点赞

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．某小组同学用小车、长木板、刻度尺、秒表、木块等器材探究小车沿斜面滑下时速度的变化；实验设计如图甲所示：让小车从斜面的A点由静止滑下并开始记时,分别测出小车到达B点和C点的时间tB、tC；

（1）该实验的原理是________；

（2）实验中应使斜面坡度保持较________(选填“大”或“小″)；

（3）小车从A到B经过的路程为________ cm,若tA、tB、tC所对应的时间依次如图，则小车在AB、BC段的平均速度分别为vAB =__________m/s ；vBC= ________ m/s（保留两位有效数字）；

（4）小车沿斜面滑下时速度的变化规律为：_____________________。

【来源】山东滨州阳信县2019-2020学年八年级（上）期末物理试题（教学质量监测）【答案】v?【解析】

s 小 40.0 0.13 0.20 在小车下滑过程中速度在变大 t

【分析】【详解】

(1)[1]测小车平均速度的实验原理是v=

s。 t(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]由图知，小车通过AB的路程为：

sAB=4.00dm=0.4m; sBC=4.00dm=0.4m；