DIS测定测位移加速度题目.docx

1、DIS测定测位移加速度题目用 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,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

2、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

3、。 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

4、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

5、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 a 1与 BC 段的加速度 a 2的大小关系是:a 1a 2(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。 由图可以确定,小车在 AC 段和 D

6、E 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。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

7、 了 如 下 几 组 实 验 数 据 。 (实验 不同的 通过光电门的时间 速度 0 1 3 4 0 则以下表述正确的是四个挡光片中,挡光片 I 的宽度最小 四个挡光片中,挡光片的宽度最小四次实验中,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 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 . B . C . D .4. (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

8、 -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 =9.8 m/s2,结果可保留一位有效数字现给滑块 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” 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。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

9、, 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 =(用反三角函数表示 ,滑块与滑板间的动摩擦因数 =次数 挡光片 (s (m/s 第一次 I 0.23044 0.347 第二次 0.17464 0.344 第三次 0.11662 0.343 第四次0.05850 0.342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

10、 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 . _