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第1页共5页用DIS测定位移和速度实验目的：研究的s－t图，并从中求物体的位移和速度。实验器材：小车、1m长的、DIS（、、等）。实验过程：1．实验装置如图所示，将位移传感器的固定在小车上，固定在轨道右端（轨道稍倾斜，使小车能做变速直线运动），将与相连，连接数据采集器与计算机。2．开启电源，运行DIS应用软件，点击“实验条目”中的“用DIS测定位移和速度”，界面如图所示。3．点击“开始记录”，放开小车使其运动。计算机界面的表格内，将出现小车的位移随时间变化的取样点数据，同时在s－t图中将出现对应的数据点，如图所示。从点的走向可大致看出小车位移随时间变化的规律。点击“数据点连线”得到位移随时间变化的曲线。第2页共5页用DIS测变速直线运动的平均速度按照前述学生实验的步骤，使载有位移传感器发射器的小车做变速直线运动，获得如图所示的s－t图。点击“选择区域”，先后将AD、AC、AB选定为研究区域，观察实验界面下方速度窗口中显示的数值，并将数值填入表，这就是相应区域的平均速度。注意事项：在测平均速度时应选用位移传感器，实验时轨道略有倾斜，让小车加速下滑从而得到相应的s-t图象。然后点击不同的“选择区域”得到相应的平均速度值，可以发现选取不同的时间段得到的平均速度值往往是不同的。增大轨道倾角并重复实验，可发现同样的时间段内的平均速度值会(增大，减小)。用DIS测定变速直线运动的瞬时速度实验过程1．实验装置如图所示，在小车的中心位置上固定，将传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端，使固定有挡光片的小车能够顺利通过并能挡光。2．开启电源，运行DIS应用软件，点击“实验条目”中的“用DIS测定瞬时速度”，界面如图。3．点击“开始记录”，依次将与软件中Δs对应的挡光片固定在小车上，让小车从轨道的同一位置由静止开始下滑，记录下四次挡光的时间，DIS实时计算出小车通过光电门时的平均速度。把软件界面上的数据第3页共5页填入上图所示的界面空格中。从实验数据分析可知，挡光片的宽度逐渐减小时，测得的速度值越来越趋近于小车经过挡光片所在位置的瞬时速度。光电门传感器光电门传感器为门式结构，如图所示。A管发射红外线，B管接收红外线。A、B之间无挡光物体时，电路断开；有物体挡光时，电路接通。计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间，自动算出物体的运动速度。注意事项：在测定瞬时速度时应采用光电门传感器。它测定的是挡光片经过光电门的时间，然后根据挡光片的宽度（即位移），自动计算出瞬时速度的值。实际上它测定的只是很短时间或很小位移中的平均速度。可见挡光片越窄，测得的速度越接近物体经过光电门时的瞬时速度。所以实验时要改变挡光片的宽度做几次实验，观察并记录速度的值，加以比较。应能明确指出测得的速度是小车到达什么位置时的速度。相关习题1．（浦东新区2008期末）某实验小组用DIS实验系统研究小车在斜面上的运动规律。右图是将小车在斜面底端以一定初速度推出后得出的s－t图像，纵坐标的单位是cm，横坐标的单位是s。在图中记录的运动过程中，速度为零的时刻是s（读到小数点后1位）。从图中可以看出，AB段的加速度a1与BC段的加速度a2的大小关系是：a1a2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。2.（07年上海卷）在实验中得到小车做直线运动的s－t关系如图所示。⑴由图可以确定，小车在AC段和DE段的运动分别为A．AC段是匀加速运动；DE段是匀速运动。B．AC段是加速运动；DE段是匀加速运动。C．AC段是加速运动；DE段是匀速运动。D．AC段是匀加速运动；DE段是匀加速运动。⑵在与AB、AC、AD对应的平均速度中，最接近小车在A点瞬时速度的是_________段中的平均速度。3.（上海）小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。（）实验不同的通过光电门的时间速度01234304050607080ACBs/mEDCBAt/sABCDEt/s第4页共5页（b）（c）则以下表述正确的是①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小②四个挡光片中，挡光片Ⅳ的宽度最小③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车头到达光电门时的瞬时速度A．①③B．②③C．①④D．②④4.（07年江苏卷）如（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间（s－t）图象和速率－时间（v－t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g＝9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）⑴现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v－t图线如（b）图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a＝m/s2,摩擦力对滑块A运动的影响。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）⑵此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。⑶将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A/，给滑块A/一沿滑板向上的初速度，A/的s－t图线如（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝次数挡光片（s）（m/s）第一次I0.230440.347第二次Ⅱ0.174640.344第三次Ⅲ0.116620.343第四次Ⅳ0.058500.342第5页共5页用DIS测定加速度一、试验目的:二、实验原理：三、实验器材：四、实验步骤：1．将位移传感器的发射器固定在小车上，固定在轨道的右端，将接收器与数据采集器、计算机连接好，使轨道的倾角固定妥当。2．开启电源，运行DIS应用软件，点击“实验条目”中的“用DIS测定加速度”。3．点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机表格内出现取样点数据，v-t图中出现对应的数据点，点击“数据点连线”，得到v-t图。4．移动光标，在图像上取较远的两点A与B，求出它们所在直线的斜率即加速度。5．多次测量得出加速度的平均值。6．在用DIS测定小车刹车时加速度的实验中，根据实验数据得到的速度图像如图所示。由该图像可求出小车加速度的大小为a＝_______m/s2。7．利用图示的装置来测量滑块A在长木板上运动的加速度。图中d为安装在滑块A上挡光片的宽度，s是1和2两个光电门之间的距离。实验时，使滑块A从长木板的顶端滑下。（1）试写出除上述量（d和s）外还需测量的物理量_______________________，并根据这些物理量写出滑块A沿斜面下滑时的加速度的表达式a＝_________________________；（2）简单叙述两个可以减小本实验误差的方法._________________dAs1h2L1.6v/m.s-1t/s00.40.81.22.01.20.61.82.4