-高考物理DIS测定位移和速度练习.docx

用 DIS 测定位移和速度 实验目的： 研究变速直线运动物体的 s－ t 图，并从中求物体的位移和速度。 实验器材： 小车、 1m 长的轨道、 DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等） 。 实验过程： 1． 实验装置如图所示，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。 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。 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挡光片，将光电门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 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，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 0 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。 8 A C 0 相关习题 7 6 0 0 5 1．（浦东新区 2018 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 0 4 0 3 B 0 1 2 3 4 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： a1 a2（选填“＞” 、“＝” 或“＜”）。 2.（ 18 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。 s/m 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。 E D ．AC 段是匀加速运动； DE 段是匀加速运动。 D D 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 C C 的是 _________段中的平均速度。 BB A A t/s t/s 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 次数 挡光片 （ s） （ m/s ） 第一次 I 0.23184 0.347 第二次 Ⅱ 0.17464 0.344 第三