a02學生實驗二--用DIS測定加速度

1、大屯礦區(qū)第一中學一輪物理復習資料學生實驗二 用DIS測定加速度實驗目的測定沿軌道上下滑物體的加速度實驗器材小車、力學軌道、DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等）。實驗裝置 實驗原理用位移傳感器結合計算機獲得v-t圖，通過圖像求加速度。在v-t圖像上取相距較遠的兩點A(t1,v1),B(t2,v2),求他們所在直線的斜率，即可求加速度：。實驗過程1.將位移傳感器的發(fā)射器固定到小車上，接收器固定在力學軌道的頂端(軌道傾斜，使小車下滑作勻加速直線運動)。調整接收器、發(fā)射器的位置，使其基本正對。將接收器與數(shù)據(jù)采集器相連，數(shù)據(jù)采集器與計算機相連，構成DIS實驗系統(tǒng)。2.開啟數(shù)據(jù)采集器電源和位移傳感器

2、發(fā)射器的電源，點擊教材專用軟件主界面上的實驗條目測量運動物體的加速度，屏上將出現(xiàn)v-t坐標。 3.將小東放到軌道高端，點擊開始記錄”, 令其滑下。數(shù)據(jù)采集完成，點擊停止記錄，獲得速度一時間圖像，從點的走向可以大致看出小車速度隨時間變化的規(guī)律。 4.拖動滾動條，將對應小車運動狀態(tài)的v-t圖線置于顯示區(qū)域中間，點擊擬合，得出速度隨時間變化的曲線。 5.點擊選擇區(qū)域按鈕，移動光標鍵，在圖上取相距較遠的兩點開始點A（ ， ）與結束點B（ ， ），求出它們所在的直線的斜率，即可求的加速度，即多次測量得出a的平均值，從而得出結論。 實驗結論：當斜面傾角為_ 時，小車下滑的加速度平均值 _m/注意事項 1.

3、調節(jié)軌道傾角，重復實驗。直至屏上顯示的v-t圖像是一段傾斜直線時，再進入數(shù)據(jù)分析。 2.應多次測量得出a的平均值。 一、【基礎練習】 1.如圖是用DIS測定小車剎車時加速度的實驗裝置。 (1)信號發(fā)射部分和信號接收部分組成_傳感器，A應該是信號_部分。 (2)這組傳感器所直接測量的物理量是_(3)如圖是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到的速度圖像，根據(jù)圖像中數(shù)據(jù)可求出小車加速度為a=_1.35_m/s2 2.圖中是DIS實驗得出的從斜面下滑一輛小車的v-t圖像，由圖可知，小車在AB段時間內可看作 勻加速 運動，小車開始運動的時刻是 0.35s ， 小車在AB段的加速度是 2.083 m/s,小車在AB段的位移是

4、 0.13125 m 3.右圖是運用運動傳感器測定小車A剎車時加速度大小的實驗中的簡易裝置圖. (1)若信號發(fā)射器向被測物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖，脈沖被運動的物體反射后又被信號發(fā)射器接受到，從而可以測量物體運動的一些物理量.下列說法正確的是_B_A.超聲波是一種電磁波。B超聲波是一種機械波。（2）這組傳感器測量的物理量是_ （位移）二、提高練習4.（4分）（多選）用位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機等器材測量運動物體的加速度，如圖所示為該實驗得到的圖象下列說法正確的是( BD )（A）使用位移傳感器實驗操作時比較方便，可直接用s-t圖處理數(shù)據(jù)（B）位移傳感器測得一系列數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)采集器和計算機可

5、轉化為v-t圖（C）可在計算機軟件界面得到加速度隨時間變化的圖象（D）能采集到整個運動過程的數(shù)據(jù)，可以通過圖象分析物體速度的變化情況5.如圖所示，在斜面上有一個滑塊，在滑塊中央裝有一寬度為L擋光片。當滑塊經(jīng)過斜面上的 B點時，裝在斜面B點的光電計時器(圖中沒有畫出)記錄到擋光片經(jīng)過B點的時間為，于是滑塊中央在B點附近的瞬時速度VB就近似為_ 若滑塊以加速度a下滑，當擋光片的前端到達B點時， 滑塊的速度為v，擋光片(寬度不知)經(jīng)過B點的時 間為,則滑塊中央在B點附近的瞬時速度VB又可近似表達為_。 但是，由于擋光片有一定的寬度，光電計時器記錄到擋光片經(jīng)過B點的時間不可能很小，所以上述的瞬時速度V

6、B實質是_擋光片_經(jīng)過B點的平均速度。 6.利用如圖所示的裝置可以測量滑塊和滑板間的動摩擦因數(shù)。將質量為 M的滑塊A放在傾斜滑板B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實時傳送到計算機上，經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示出滑塊A的速率-時間(v-t)圖像。(取重力加速度g=10m/s2)。 (I)先給滑塊A一個沿著斜面B向上的初速度，得到的v-t圖像如圖所示。利用該圖像可算出滑塊A上滑時的加速度的大小為_8_ m/s2; (2)從圖線可得滑塊與斜面之間的動摩擦因=_0.25_ 7.(2011高考題)(5 分)如圖，為測量作勻加速直線運動小車的加速度，將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車

7、上，測得二者間距為d。(1)當小車勻加速經(jīng)過光電門時，測得兩擋光片先后經(jīng)過的時間和，則小車加速度 。(2)(多選題)為減小實驗誤差，可采取的方法是( ) (A)增大兩擋光片寬度 (B)減小兩擋光片寬度(C)增大兩擋光片間距 (D)減小兩擋光片間距7 【解析】（1）根據(jù)，得（2）b越小，所測的速度越接近瞬時速度，d越大，速度平方差越大，誤差越小?！敬鸢浮浚?）（2）BC滑塊擋光片光電門甲光電門乙斜面圖18（8分）利用圖1所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度。一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動，當一帶有擋光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相

8、連的計時器可以顯示出擋光片從光電門甲至乙所用的時間t，改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離s，記下相應的t值；所得數(shù)據(jù)如右表所示。若滑塊所受摩擦力始終相同。（1）滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度v1、測量值s和t四個物理量之間所滿足的關系式是_；()（2）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖2給出的坐標紙上畫出-t圖線；（3）由所畫出的-t圖線，得出滑塊加速度的大小為a_0.96_m/s2（保留1位小數(shù)）。（4）若某同學做該實驗時誤將光電門乙的位置改變多次，光電門甲的位置保持不變，畫出-t圖線后，得出的縱坐標截距的物理含義為_。(

9、經(jīng)光電門時甲的瞬時速度)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2t（s）s/t（m/s）1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0圖2學習包利用DIS位移傳感器研究自由落體運動實驗目的研究自由落體運動的規(guī)律。實驗器材DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等）、金屬塊（片）、鐵架臺、減震回收裝置等。實驗裝置實驗原理由靜止釋放位移傳感器的發(fā)射器，由于發(fā)射器在空中下落的過程中，所受空氣阻力很小，可以忽略不計，所以發(fā)射器的運動可以看作是自由落體運動。用DIS測出發(fā)射器作自由落體運動時的v-t圖像，結合勻變速直線運動的規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)自由落體運動是初

10、速度為零的勻加速直線運動，并測出加速度的大小。然后在位移傳感器的發(fā)射器上綁上不同質量的金屬塊（片）后重做實驗，可以發(fā)現(xiàn)不同質量的物體作自由落體運動的加速度值是相同的。實驗步驟1將位移傳感器的接收器豎直向下固定在鐵架臺上，將位移傳感器的發(fā)射器作為作自由落體運動的重物。將接收器與數(shù)據(jù)采集器相連，數(shù)據(jù)采集器與計算機相連，構成DIS實驗系統(tǒng)。2啟動DIS，運行DIS應用軟件，點擊實驗條目“重力加速度的測定”。3打開發(fā)射器電源，使其與接收器正對，由靜止釋放，使其自由下落，獲得速度時間圖像，觀察和分析圖像，研究自由落體運動。4由“v-t”圖像，求出加速度的大小。5在發(fā)射器上綁上不同質量的金屬塊，重復上述實

11、驗步驟。測出不同質量的物體作自由落體運動的圖像，考察自由落體運動的加速度是否與物體所受的重力有關。實驗結論： 實驗測得的自由落體運動加速度的平均值為 自由落體運動是加速度不變的初速度為0的勻加速直線運動 g注意事項 1減震回收裝置可用海綿、網(wǎng)兜等。OAtvBCD2實驗時應將鐵架臺置于實驗桌的邊緣，使位移傳感器接收器與地面的減震回收裝置基本正對，以確保發(fā)射器自由下落后可落入其中。鞏固訓練1在“利用DIS位移傳感器研究自由落體運動”的實驗中，我們用 傳感器獲得如圖所示的v-t圖。OA段速度為零，表示物體處于 狀態(tài)，AB段速度隨時間均勻增加，表示物體 ；BC段速度在很短時間內減為零，表示物體 ；CD段速度為零，表示物體 。如果多次實驗均獲得相同結果，則說明自由落體運動的運動性質是： 。 用g表示自由落體運動的加速度，根據(jù)以上實驗結論