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教育辅导讲义
学员姓名: 学科教师:
年 级:高一 辅导科目:物理
授课日期
时 间
A / B / C / D / E / F 段
主 题
运动学DIS实验同步
学习目标
?1、知道传感器的用途;
?2、了解DIS系统组成;
?3、会用DIS实验测量位移、速度、加速度。
教学内容
回忆一下,在初中的时候大家在研究运动相关的时候使用的测量工具有哪些?
测长度和距离:
测时间:
现在我们装备全面升级:
位移传感器
光电门传感器
数字化信息系统
1、房间的面积测量,传统的测定方法比较麻烦,有时为了测量房间的高度可能还存在安全隐患。但若使用超 声波测距仪,则不仅方便,而且准确,由此显示出现代信息技术手段的优越性。
2、DIS是数字化信息系统 的简称,它是运用现代化信息技术手段进行实验和学习的一种方式。DIS 给物 理的测量带来了重大的变化,它不但使实验方便快捷,而且精度高,误差小。在物理中有许多物理量,如距 离、力、速度、温度、压强、电压、电流等可以利用 DIS 系统完成。
3、DIS 实验系统通常由三部分组成:传感器、数据采集器、计算机。传感器是一种根据等效性原理,感受物理量并以一定的规律将其转换为有用的、可识别的信号的器件或 装置。常用的传感器有力传感器、运动传感器、温度传感器、光传感器、电压或电流传感器。
4、运动传感器常见的有位移传感器、光电门传感器。位移传感器用来测量物体的位移,由发射器和接收器两部分组成,发射器通常固定在运动物体上;接收器固定在某个确定的位置,接收器通过数据线与数据采集器连接。光电门传感器的原理是:当固定有已知宽度d的挡光片的运动物体通过光电门时,光电门传感器记录挡 光片通过的时间Δt,故运动物体在这段时间内的平均速度为d/△t ,因为挡光片较窄,所以可近似看做测量的是 物体的瞬时速度。
【知识梳理—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。
【例题精讲—用DIS测定位移和速度】
例1、(1)图是研究小车运动时的s-t图的装置
①发射器和接收器组成_____传感器
②这组传感器测量的物理量是_______.
(2)指出图的s-t图中指定区域内小车的运动状态
1~2区域 .
3~4区域 .
5~6区域 .
例2、利用如图所示的装置,某同学设计了以下两种方法测定斜面上运动滑块的瞬时速度.
方法(1):事先测定遮光板的宽度为L,当滑块经过斜面B点时,固定在B点的光电门(图中没有画出)测出遮光板经过B点的时间为,则遮光板经过B点过程中平均速度为 ,这个平均速度可以近似表示遮光板中央经过B点的瞬时速度.
方法(2):若遮光板的宽度未测定,而滑块以加速度a匀加速下滑,遮光板的前端到达B点时的速度为v,光电门测出遮光板经过B点的时间为t,则遮光板经过B点过程的中间时刻的速度为 (用“a、v、t表示),这个速度也可以近似表示遮光板中央经过B点的瞬时速度.
【巩固测试—用DIS测定位移和速度】
1、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。
实验次数
不同的挡光片
通过光电门的时间(s)
速度(m/s)
第一次
I
0.23044
0.347
第二次
Ⅱ
0.1
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