【精选】机械运动实验单元复习练习(Word版 含答案)

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 5.49.6

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） 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 ×2

d ，则风力F =d

h G ， F =pS =kρv 2S =kρv 2hL ，

v =32332

1.5m 5010kg 10N/kg

0.5(2.7kg/m +1.3kg/m )(3m)25m

dG 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．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。

(1)这个实验的原理是_____；

(2)实验中使斜面坡度_____（选填“较小”或“较大”），目的是_____（选填“延长”或“缩短”）运动时间，减小测量误差；

(3)若停表每格为1s ，该次实验中，小车通过全程的平均速度v =_____cm/s ，实验中小车通过上半程的平均速度_____（选填“大于”“小于”或“等于”）小车通过下半程的平均速度；

(4)如图所示的四个速度随时间的关系图象，能反映出小车下滑运动的是_____。（选填图中的选项字母）

【来源】内蒙古呼和浩特市第六中学2019-2020学年八年级（上）期中考试物理试题

【答案】v=s

t

较小延长 12 小于 C

【解析】【详解】

(1)[1]测量平均速度的原理是：v=s

t

；

(2)[2][3]实验中，斜面的坡度越小，小车运动速度越慢，小车运动时间越长，越方便时间的测量，这样可以减小误差；

(3)[4]小车通过全程的路程

s1=60cm，

所用时间

t=5s，

小车通过全程的平均速度：

v=160cm 5s

s

t

=12cm/s；

[5]上半程的时间

t AB=3s，

下半程的时间

t BC=2s，

上半程和下半程的路程相等，

t AB＞t BC，

由v=s

t

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；

(4)[6]上半程的速度小于下半程的速度，即小车做加速运动，故图象C符合题意，故选C。

3．小明利用如图所示的装置测量小车的平均速度。他把小车从斜面上端的挡板处由静止释放的同时开始用停表计时，当小车运动至下端挡板处时结束计时，图中圆圈中的数字显示了两次计时的时间（时间显示格式为“时：分：秒”）。

(1)小明测得小车在斜面上的运动时间是_____s；

(2)根据小明测得的数据，可知小车在斜面上运动的平均速度大小为_____m/s；

(3)在某次测量时，小明测得小车在两挡板间运动的平均速度明显偏小，请你写出可能的原因：_____。

【来源】北京市大兴区2018-2019学年八年级（上）期末物理试题【答案】5 0.12 测量时间时，小车还没运动就开始计时

【解析】

【详解】

(1)[1]根据图示可知，小明测得小车在斜面上的运动时间：

t＝5s；

(2)[2]根据图示可知，小车在斜面上运动的距离：

s＝60.0cm＝0.6m，

小车在斜面上运动的平均速度：

v＝

0.6m

5s

s

t

＝0.12m/s；

(3)[3]由v＝s

t

可知，实验中可能是测量的路程偏小，也可能是测量的时间偏大，但分析实

际情况最可能是测量时间出错，即测量时间时，小车还没运动就开始计时。

4．小明在“测小车的平均速度”的实验中，设计了如上图所示的实验装置：小车从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）实验中为了方便计时，应使斜面坡度较_____ （填“陡”或“缓”）些。

（2）请根据图中所给信息回答：v AB______v BC______v AC（选填“＞”或“＜”或“＝”）（3）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V AC偏____ （填“大”或“小”）。

（4）为了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,他的做法正确吗？________，理由是_____。

【来源】内蒙古鄂尔多斯康巴什新区第二中学2019-2020学年八年级12月月考物理试题【答案】缓＜＞大不正确因为所测时间不是运动过程中下半程的时间；小车从A 到C的过程中通过B点时的速度不为0；小车通过AC段的时间与AB段的时间之差才是下半程BC段的时间。

【解析】

【详解】

(1)[1]实验中斜面坡度越大，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，斜面坡度应缓一些；

(2)[2][3]由图知道，

s AB =10cm-5cm=5cm；

t AB=15：35：22-15：35：20=2s；