用DIS测定位移和速度(讲义).doc

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1、用DIS测定位移和速度【实验目的】1．学会用位移传感器测位移。2．研究变速直线运动物体的s-t图，并从中求出物体的位移和速度。3．学会测量瞬时速度。【实验仪器】位移传感器，数据采集器，计算机，小车，长导轨，光电门传感器，挡光片【实验原理】位移传感器测距离的原理超声波发射器接收器红外线脉冲强度红外线脉冲脉冲强度超声波脉冲T2T1T1tt位移传感器由发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射器；接收器内装有红外线和超声波接收器。测量时，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，接收器收到红外线脉冲时开始计时间T1，收到超

2、声波脉冲时停止计时T2，计算机根据两者时间差和空气中的声速，计算出发射器和接收器之间的距离。【实验过程与数据分析】（一）用位移传感器测位移1．连接数据采集器与计算机，将位移传感器的接收器接入数据采集器。2．开启电源（包括位移传感器的发射器电源），运用DIS应用软件。1．点击DIS“实验条目”中的“练习使用DIS”。2．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。3．改变接收器和发射器的相对距离，测量其可测的最大距离，最小距离，并将实验结果填入表格内。表格：位移传感器的测量范围次数最大距离最

3、小距离第一次第二次第三次（一）通过研究s-t图测平均速度实验装置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测定位移与速度”，界面如下图所示1．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变化的规律。点击“数据点连线”得到位移随时间变化的曲线。通过研究变速直线运动的s-t图，

4、从中求出物体的位移和速度。2．获得s-t图后，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据，并将数值填入表格中。表格：研究区域的平均速度研究区域平均速度m/sADACAB（三）测瞬时速度实验装置1．在小车的中心位置上固定挡光板，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端，使固定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测瞬时速度”，界面如图所示。3．点击“开始记录”，一次将与软件中不同宽度的挡光片固定在车上，让小车从轨道的同一位置由静止开始下滑，记录下四

5、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。把界面上的数据填入界面空格中。4．结论：从实验数据分析可知，挡光片的宽度逐渐减少时，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。【注意事项】1.测物体的平均速度和瞬时速度的DIS实验中，轨道稍倾斜，使物体做变速直线运动。轨道下面垫的东西不能太高，太高了速度太快，会影响实验结果。5．从理论上讲，挡光片的宽度Δs越窄，平均速度v＝Δs/Δt越接近瞬时速度，但实际上当Δs变窄时，挡光时间△t也相应变小，如Δt过小，由于光电门传感器本身存在的误差，Δt的误差所占的相对比例增加而导致测量误差的增大

6、。【思考题】1．用DIS测物体的瞬时速度时，用不同宽度的挡光板固定在小车的中心位置，为什么每次都用同一个位置静止下滑？