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    5．某实验小组采用如图1所示的装置探究“合力做功与动能变化的关系”．打点计时器工作频率为50Hz．
    实验的部分步骤如下：
    a．将木板的左端垫起，以平衡小车的摩擦力；
    b．在小车中放入砝码，纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
    c．将小车停在打点计时器附近，接通电源，释放小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列的点，断开电源；
    d．改变钩码或小车中砝码的质量，更换纸带，重复b、c的操作．

    ①在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，钩码的重力做正功（填“正”或“负”）；
    ②图2是某次实验时得到的一条纸带，他们在纸带上取计数点O、A、B、C、D和E，用最小刻度是毫米的刻度尺进行测量，读出各计数点对应的刻度x，通过计算得到各计数点到O的距离s以及对应时刻小车的瞬时速度v．请将C点对应的测量xc和计算结果vc填在下表中的相应位置．
    计数点x/cms/cmv/（m•s-1）
    O1.000.000.30
    A2.341.340.38
    B4.043.040.46
    Cxc5.00vc
    D8.337.330.61
    E10.909.900.70
    ③实验小组认为可以通过绘制△v2-s图线来分析实验数据（其中△v2=v2-v${\;}_{0}^{2}$，v是各计数点对应时刻小车的瞬时速度，v0是o点对应时刻小车的瞬时速度）．他们根据实验数据在图3中标出了O、A、B、D、E对应的坐标点，请你在该图中标出计数点C对应的坐标点，并画出△v2-s图线．
    ④实验小组计算了他们绘制的△v2-s图线的斜率，发现该斜率大于理论值，其最有可能的原因是平衡摩擦力时木板左端垫起得太高．

    分析 （1）根据力的方向与位移方向间的关系判断力做什么功；
    （2）根据匀变速直线运动的推论：做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，求出瞬时速度；
    （3）求出C点对于速度的平方，在坐标系中描出对应点，然后作出图象；
    （4）根据实验原理与实验操作分析实验误差．

    解答 解：（1）钩码重力方向与位移方向相同，钩码重力做正功．
    （2）由表格数据可知O点对应着1.00cm的刻度线，由于C点与O点的距离为5.00cm，所以C点对应的刻度为6.00cm；根据匀变速直线运动的推论可知，A点的瞬时速度vA=$\frac{{x}_{OB}}{2t}$=$\frac{0.0304}{2t}$=0.38m/s，则t=0.04s，C点的瞬时速度vC=$\frac{{x}_{BD}}{2t}$=$\frac{{s}_{D}-{s}_{B}}{2t}$=$\frac{0.0733-0.0304}{2×0.04}$≈0.54m/s；
    （3）vC2=0.542≈0.29，C点对应的△v2=v2-${v}_{0}^{2}$=0.2，把C对应的点标在坐标系中，然后作出图象如图所示：

    （4）由匀变速直线运动的速度位移公式可知v2-${v}_{0}^{2}$=2as，△v2-s图象的斜率k=2a，斜率大于理论值，说明加速度a偏大，可能是平衡摩擦力时木板左端垫起得太高，过平衡摩擦力造成的．
    故答案为：（1）正；（2）6.00；0.54；（3）0，2；图象如图所示；（4）平衡摩擦力时木板左端垫起得太高．

    点评 本题考查了重力做功的性质、求瞬时速度、作图象、实验误差分析等，要掌握匀变速直线运动的推论，这是求出瞬时速度的关键；要掌握描点法作图的方法；求出图象的函数表达式后再分析实验误差．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．下列有关物理学史，正确的是（　　）
    A．胡克认为当弹簧发生形变时，弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比
    B．库仑发现了真空中点电荷之间相互作用的规律，用实验测出了静电力恒量k
    C．牛顿发现了万有引力定律，用实验测出了引力恒量G
    D．楞次发现了判断感应电流方向的规律之后，法拉第发现了电磁感应定律

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．在“验证机械能守恒定律”的实验中，若以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴，以h为横轴，根椐实验数据给出的$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图象应是过原点的倾斜直线，才能验证机械能守恒定律．$\frac{{v}^{2}}{2}$-h图线的斜率等于重力加速度 的数据．写出机械能守恒定律的一个表达式mgh1+$\frac{1}{2}$mv2=mgh2+$\frac{1}{2}$mv2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（　　）
    A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
    B．根据速度定义式v=$\frac{△x}{△t}$，当△t非常非常小时，$\frac{△x}{△t}$就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
    C．在定义加速度时，a=$\frac{△v}{△t}$，采用了比值定义法
    D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．如图所示，A、B两球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间由一轻质细线连接．倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、细线均平行于斜面，刚开始系统处于静止状态，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）
    A．B球的加速度为0
    B．B球的加速度沿斜面向下，大小为g
    C．A球的受力情况未变，加速度为0
    D．A球的加速度沿斜面向上，大小为gsinθ

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．如图所示是一个物体向东沿直线运动的速度图象，由图可知：
    （1）在0～10s内物体的加速度大小是3m/s2，物体做匀加速直线运动，方向是向东；
    （2）在10-40s内物体的速度为30m/s，加速度为0m/s2，物体做匀速直线运动；
    （3）在40-60s内物体的加速度大小是-1.5m/s2，物体做匀减速直线运动，加速度方向是向西．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    17．某质点沿半径R=5m的圆形轨道以恒定速率运动，经过10s运动了半圆周，该物体做的是变速运动（填匀或变）；瞬时速度大小为1.57m/s，10s内的平均速度大小为1m/s，质点运动一周的平均速度为0m/s．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．某小组同学在“探究小车速度随时间变化规律”中使用电火花计时器进行实验．
    （1）经阅读“使用说明书”知道：电火花计时器工作时使用交流（选填“交流”或“直流”）电源且电源电压为220V，当电源的频率是50HZ时，每隔0.02 s打一次点，其工作步骤如下：
    A．把打点计时器固定在桌子上
    B．接通电源
    C．安好纸带
    D．松开纸带让小车带着纸带运动
    E．取下纸带
    F．断开开关
    上述步骤正确的顺序是ACBDFE．（按顺序填写步骤编号）
    （2）记录小车运动情况的一条纸带如图所示，此纸带是不计前面比较密集的点，从A点开始，每5个连续点取1个计数点，标以A、B、C…那么每个计数点之间的时间间隔为0.1s，各计数点与A计数点之间的距离如图6所标数字（单位：cm），则：BD计数点位移△XBD=3.40cm，CD计数点位移△XCD=1.60cm，小车通过C点的速度Vc=0.17m/s，通过D点的速度VD=0.25m/s，小车从A运动到E的平均速度为0.195m/s．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    15．如图所示，R1为定值电阻，R2为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内电阻，以下说法中正确的是（　　）
     
    A．当R2=r时，R2上获得最大功率B．当R2=R1+r时，R2上获得最大功率
    C．当R2=0时，R1上获得最大功率D．当R2=R1-r时，电源的输出功率最大

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