实验测位移和速度

数字化信息系统DIS基本结构由传感器、数据采集器、计算机构成一、用DIS测定位移位移传感器由发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射器；接收器内装有红外线和超声波接收器。测量时，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，接收器收到红外线脉冲时开始计时间T1，收到超声波脉冲时停止计时T2，计算机根据两者时间差和空气中的声速，计算出发射器和接收器之间的距离实验操作过程1、连接数据采集器与计算机，将位移传感器的接收器接入数据采集器。2、开启电源（包括位移传感器的发射器电源），运用DIS应用软件。3、点击DIS“实验条目”中的“练习使用DIS”。4、将位移传感器的发射器与接收器正对放置，点击“开始记录”，观察计算机界面上的数据变化，并与刻度尺的测量结果进行比较。5、改变接收器和发射器的相对距离，测量其可测的最大距离，最小距离，并将实验结果填入表格内。二、通过DIS研究s-t图测平均速度实验装置1．将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道右端（轨道稍倾斜，使小车能做变速直线运动），将接收器与数据采集器相连，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测定位移与速度”，界面如下图所示点击“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图将出现对应的数据点。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。通过研究变速直线运动的s-t图，从中求出物体的位移和速度。获得s-t图后，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据，并将数值填入表格中。表格：研究区域的平均速度研究区域平均速度m/sADACAB三、用DIS测变速直线运动的瞬时速度实验目的：测变速直线运动的瞬时速度。实验原理：理解物体在做变速直线运动时，在某一位置的瞬时速度本质上是物体无限逼近该位置（或该时刻）的一段位移(或一段时间)内的平均速度。实验器材：DIS（光电门传感器、数据采集器、计算机等）、轨道、小车、挡光片。实验步骤：1、如图，将光电门传感器固定在导轨侧面，垫高导轨的一侧，使固定有挡光片的小车能顺利通过并能挡光。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”，计算机屏幕出现实验记录界面。3、点击“开始记录”依次将与软件中△S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，分别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。【课堂练习】1.关于DIS实验，下列说法中正确的是（）A.DIS实验只能测量距离、速度、力等一些力学物理量B.DIS实验可以完成全部的物理实验C.DIS实验比传统的实验方便、准确D.DIS实验没有传统实验方便、准确2.关于位移传感器，下列说法中正确的是（）A.位移传感器的发射器只能发射超声波B.位移传感器的发射器既能发射超声波也能发射红外线C.超声波是由发射器发射的，红外线是由接收器发射的D.超声波是由接收器发射的，红外线是由发射器发射的3.在用传感器做实验时，下列说法正确的是（）A．位移传感器的发射器发射孔应对准接收器的信号接收孔B．光电门传感器实际测量的是物体通过挡光孔的速度C．位移传感器连到数据采集器上的是发射器部分D．用位移传感器做实验前，必须先打开发射器的电源开关4.在《用DIS实验系统测量平均速度》的实验中，需要的实验仪器是①数据采集器、计算机②光电门传感器③位移传感器④小车、轨道⑤挡光片（）A．①②③④⑤B．①③④C．①③④D．①②④⑤5.在《用DIS实验系统测量小车瞬时速度》的实验中，以下说法正确的是（）A．挡光片的宽度大小与测出的瞬时速度的精确度有关B．挡光片的宽度大小与测出的瞬时速度的精确度无关C．小车在某一时刻的瞬时速度等于此段时间内的平均速度D．小车在短时间内的平均速度等于此时刻的瞬时速度6.某同学用DIS设计了一个测物体瞬时速度的实验。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。该同学将小车从同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。下面表述正确的是（）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．②④C．①④D．②③7.在《用DIS实验系统测量小车瞬时速度》的实验中，关于对固定在小车上的挡光片的宽度选择正确的是（）A．挡光片的宽度越宽越好B．挡光片的宽度越窄越好C．挡光片的宽度大小无所谓D．适当窄些8.在《用DIS实验系统测量小车瞬时速度》的实验中，可以选用不同宽度的挡光片，但必须每次在轨道上同一位置释放小车，是因为（）A．这样测量的瞬时速度比较方便B．这样测量的瞬时速度比较可靠C．要测量小车通过同一位置的瞬时速度D．要测量小车在同一时间内的平均速度实验次数不同的挡光片通过光电门的时间（s）速度（）第一次I0.230480.349第二次Ⅱ0.174540.345第三次Ⅲ0.115620.344第四次Ⅳ0.058600.342m/s