用DIS测位移、平均速度、瞬时速度.ppt

第一章匀变速直线运动,D、现代实验技术数字化信息系统(DIS),一、什么是DIS,DIS:digitalinformationsystem数字化信息系统数据处理方式：将转化为处理,物理量,数字信号,二、数字化信息系统的优点,集探测、记录、运算、显示于一体数据的采集、处理和图像描绘可实时进行让我们从读取数据、记录数据、图线描绘等繁琐费时的简单劳动中解放出来。,三、DIS的基本结构,1传感器（包括位移传感器、光电门传感器、力传感器、温度传感器、光传感器、电压传感器、电流传感器等）2数据采集器3计算机,实验一：找出位移传感器的测量范围,实验仪器：位移传感器（发射器和接收器），数据采集器，计算机实验过程：1.搭建实验仪器:位移传感器的接收器,数据采集器,计算机依次相连2.开始实验：开启位移传感器的发射器电源，运行DIS应用软件，点击“通用软件”。,实验一：找出位移传感器的测量范围,3.进行实验：将位移传感器的发射器与接收器正对放置，点击“开始记录”，观察计算机界面上的数据变化，并与刻度尺的测量结果进行比较。改变接收器和发射器的相对距离，测量其可测的最大距离和最小距离。,实验原理：,位移传感器测距离的原理：位移传感器发射器每隔一定的时间间隔，同时发射和，位移传感器的接收器接收到信号开始计时，接收到信号停止计时。由于红外线的传播速度为光速，近距离内传播时间可，故可认为位移传感器收到红外线的时刻等同于发射器发射红外线和超声波的时刻，接收器记录的时间就等于发射和接收超声波所间隔的时间。这个时间乘以就得到发射器和接收器之间的距离。,超声波,红外线,红外线,超声波,忽略不计,声速,实验二：用DIS测变速直线运动的平均速度,实验仪器：位移传感器，数据采集器，计算机，轨道，小车实验过程：1.搭建实验仪器：位移传感器的接收器,数据采集器,计算机依次相连。将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道一端，为了使小车能做匀变速直线运动，轨道稍倾斜。2.开始实验：运行DIS应用软件，点击“用DIS测位移和速度”。开启位移传感器发射器的电源。,实验二：用DIS测变速直线运动的平均速度,3.进行实验：点击“开始记录”，放开小车使其在轨道上运动。计算机界面将出现小车的位移随时间变化的取样点数据。点击“数据点连线”得出s-t图像。点击“选择区域”，先后将AD,AC,AB三段选定为研究区域，记录界面下方速度窗口显示的数值。实验原理：实验结论：选择不同的区域，对应的平均速度往往是不同的。,实验三：用DIS测定加速度,实验仪器：位移传感器，数据采集器，计算机，轨道，小车实验过程：1.组建实验仪器：如实验二。2.开始实验：开启电源，运行DIS应用软件，点击“用DIS测加速度”,实验三：用DIS测定加速度,3.进行实验：点击“开始记录”，并马上释放小车记录v-t图像。移动光标，在图像上取相距较远的两点，求出它们所在直线的斜率，即得加速度。实验原理：a=v/t,实验原理,怎么得出瞬时速度：无限逼近该位置附近的那段位移的平均速度近似等于瞬时速度光电门传感器：实际是，正对有两个小孔，分别发射和接收红外线，有物体经过时，会挡光。传感器记录下物体的，这个时间也是通过中间间隙所经历的时间，通过将挡光物体的输入计算机，从而求出物体的速度。,计时仪器,挡光时间,长度,实验四：用DIS测变速直线运动的瞬时速度,实验仪器：光电门传感器，数据采集器，计算机，轨道，小车，挡光片实验过程：1.搭建实验仪器：光电门传感器，数据采集器，计算机依次相连。将光电门传感器固定在轨道侧面。在小车的中心位置上固定挡光片，垫高轨道的一端。2.开始实验：开启电源，运行DIS应用软件，点击“用DIS测瞬时速度”。,实验四：用DIS测变速直线运动的瞬时速度,3.进行实验：点击“开始记录”，依次将0.08m，0.06m，0.04m，0.02m的挡光片固定在小车上（偏向一边），让小车从轨道的同一位置静止释放，记录下四次挡光的时间，DIS实时计算出小车通过光电门的平均速度。,实验结论：挡光片的宽度逐渐减小时，测得的（平均）速度值越来越趋近于小车经过光电门所在位置的瞬时速度。,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图所示装置测量滑块在倾斜的长木板上运动的加速度，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。让滑块从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为0.05s和0.02s。滑块的宽度d5.015cm。（1）滑块通过光电门1的速度v1=m/s，滑块通过光电门2的速度；v2=m/s。,1.003,2.50