力学实验研究匀变速直线运动1.实验原理(1)由纸带判断物体做匀变速运动的方法如图6-1-1所示,0、1、2…为时间间隔相等的各计数点,x1、x2、x3…为相邻两计数点间的距离,若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=C(常量),即若两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动.图6-1-1(2)由纸带求运动物体加速度的方法①用“逐差法”求加速度根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求得a1=x4-x13T2、a2=x5-x23T2、a3=x6-x33T2,再算出a1、a2、a3的平均值即可得到物体运动的加速度.②用v-t图象法求加速度先根据vn=xn+xn+12T求出打第n点时纸带的即时速度,然后作出v-t图象,图线的斜率即为物体运动的加速度.2.注意事项(1)在实验的过程中,要重复三次,打三条纸带,然后再从三条中选一条比较理想的纸带,舍掉开始比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点.(2)小车的加速度应适当大些,使相等时间内的位移较大,可以减小长度的测量误差.(3)要区别计时器打出的点与人为选取的计数点,一般地每隔4个点取1个计数点.在“利用打点计时器测定匀变速直线运动加速度”的实验中,打点计时器接在50Hz的交流电源上,某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序每5个点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间还有四个点).从A点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由长到短紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图6-1-2所示.图6-1-2(1)若把每一段纸带的右上端连接起来,结果得到一条倾斜的直线,如图6-1-2所示,由图可知纸带做________运动,且直线与-x方向夹角越大,说明纸带运动的________越大.(2)从第一个计数点A开始计时,为求出0.25s时刻纸带的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?答:__________.(3)若测得a段纸带的长度为10.0cm,e段纸带的长度为2.0cm,则可求出加速度的大小为________m/s2.【解析】(1)由于在相同的时间内位移均匀减小,所以纸带做匀减速直线运动.纵坐标的坐标之差为相邻相等时间内的位移差,直线与-x方向夹角越大,说明相邻相等时间的位移差越大,纸带运动的加速度越大.(2)从第一个计数点A开始计时,每段纸带对应时间为T=0.02×5s=0.1s,为求出0.25s时刻纸带的瞬时速度,需要测出c段纸带的长度.(3)若测得a段纸带的长度为10.0cm,e段纸带的长度为2.0cm,由xa-xe=4aT2解得加速度...