2016-2017学年高一物理期末实验复习.doc

实验一 用DIS测定位移和速度 [实验目的] （1）熟悉DIS的使用方法； （2）用DIS测定位移，并研究变速直线运动物体的s-t图像； （3）测量变速直线运动物体的平均速度； （4）测定变速直线运动的瞬时速度。 [实验原理] 利用位移传感器测定物体距位移传感器接收器之间的距离，及其随时间的变化关系。测定位移、得出s-t图，测量平均速度。注：位移传感器的工作原理《教参》P27，《课本》P28。利用光电门测量挡光片通过光电门的时间，计算出小车通过光电门的平均速度（△t很小）。注：光电门传感器的介绍《教参》P27，《课本》P32。 [实验器材] 位移传感器（发射器、接收器）、光电门传感器、数据采集器、计算机、刻度尺、轨道、小车、挡光片。 [实验步骤] （一）DIS简介 （1）DIS：数字化信息系统。 digital information system。DIS的主要组成部分是：传感器、数据采集器和计算机 （2）DIS的系统框图： （3）传感器:是把物理信号转化为电信号的装置。常见的传感器有:力传感器、温度传感器、位移传感器、光电门….. 位移传感器由两部分组成:位移传感器的发射器和接收器。 （4）数据采集器。将由传感器采集到的各种电信号处理后输入计算机。 （二）用DIS测定位移 （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），将数据采集器相连。 （2）开启计算机和数据采集器电源，运行DIS应用软件，选择“教材专用”点击实验条目中的“测量运动物体的位移和速度”，出现相应的界面。 （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，从点的走向可大致看出小车位移随时间的变化的规律。 （4）点击“数据点连线”，得出位移随时间变化的曲线。 （5）改变轨道的倾角，重复实验，观察不同形状的图线与小车运动状态的关系。小车做变速直线运动时，对应的图线是怎样的？ （三）用DIS测变速直线运动的平均速度 （1）实验装置同（二），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，获得的s-t图界面。 （2）点击“选择区域”，取A、D两点，图中直角三角形水平边为两点的时间间隔△t，竖直边为两点位移的变化量△s，其斜边的斜率即为平均速度值，实验下方速度窗口中将显示该速度的值。 （3）将类似于上述实验界面图中“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，并将数值填入表格内。 （四）用DIS测变速直线运动的瞬时速度 （1）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”，出现相应软件界面。 （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。 （4）将上述实验数据填入表格中： [注意事项] （1）位移传感器的接受器和发射器要正对，发射器固定在小车上，接收器固定在轨道的右端。发射器的电源开关要打开。 （2）挡光片上边沿应和小车运动轨道平行。 （3）注意点击“开始记录”和释放小车的先后顺序对实验的影响。 （4）挡光片的宽度逐渐减小时测定的速度越来越趋近小车挡光片通过光电门时的瞬时速度。 （5）光电门传感器的基本原理：A管发射红外线，B管接收红外线，当无物体挡在A、B之间时电路断开；当有物体挡光时，电路接通。计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间自动计算出物体的平均速度。 实验二 用DIS测定加速度 [实验目的] 测定沿轨道下滑小车的加速度。 [实验原理] 利用位移传感器测出运动物体的位移随时间的变化关系，进行数据处理得到s-t图的斜率v随时间的变化关系，即得到v-t图，根据得到运动物体的加速度。 [实验器材] 小车、轨道、量角器、位移传感器、数据采集器、计算机。 [实验步骤] （1）将位移传感器与数据采集器相连。并将轨道垫高。 （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”，出现相应的实验界面。 （3）点击“开始记录”并释放小车，得到v-t图像。 （4）观察得到小车在轨道上运动的v-t图线，思考分析速度随时间的变化规律。 （5）点击“选择区域”，移动光标，在图像上取相距较远的两点A（t1，v1）与B（t2，v2），求出它们所在直线上的斜率，即可求出加速度，即，并记录a1=______m/s2。 （6）不改变轨道的倾角，重复实验，多次（5次）测量加速度a值，并做好相应的记录。a2=______m/s2，a3=_____