D现代实验技术数字化信息系统

第一章

D（1）

现代实验技术----数字

化信息系统(DIS)DigitalInformationSystemDIS设备的构成DIS由传感器、数据采集器和计算机（软件构成，其中软件包括教材专用软件和教材通用软件；传感器的种类正在根据教学要求不断扩展）。DIS系统构成DIS传感器性能简表数据采集器前面板实验1．练习使用DIS实验目的：熟悉DIS的使用方法。实验器材：DIS、刻度尺实验步骤：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。运行DIS应用软件，进入“教材通用软件”界面。打开位移传感器发射器的电源开关，将发射端对准接收端，移近移远发射器，观察读数的变化。数据记录位移传感器的测量范围最大距离Smax/cm最小距离Smin/cm实验2．用DIS测定位移实验目的：用DIS测定位移并研究直线运动的S---t图实验器材：DIS，轨道，小车，支架。实验装置：如图。实验步骤将位移传感器接收器固定在轨道顶端，连接到数据采集器的第一通道；将位移传感器发射器固定到小车上。点击教材专用软件主界面上的实验条目“测量运动物体的位移和速度”，打开该软件。点击“开始记录”，将小车放到轨道上，打开位移传感器发射器的电源开关，令其滑下。实验步骤当获得的s-t图像如图所示时，表明此次数据采集完成，点击“停止记录”。实验步骤拖动滚动条，将对应小车运动状态的s-t图像置于显示区域中间，点击“选择区域”按钮，以便在s-t图像上选择研究区域。选择研究区域的第一步，需通过点击鼠标确定研究区域的“开始点”。再次点击，以确定研究区域的“结束点”。此时在软件界面左下方的数据窗口中，即可显示出研究区域内s-t图像的初位移、末位移、时间差、速度的值。实验步骤点击“v-t图像”，观察研究区域内s-t图像对应的v-t图像。点击软件窗口右下角的截图按钮，可将当前实验结果以图像文件的形式保存下来。点击“s-t图像”按钮，可返回并重新设置选择区域，对另一段s-t图像进行研究。实验结束，点击“返回”按钮，推出软件，并注意关闭位移传感器发射器的电源开关。注意选择研究区域时，默认为起始点位于结束点之前。只有点击“选择区域”后，才能激活“v-t图像”按钮。分组实验时，不同小组的位移传感器发射器可能相互干扰。用课本或木板加以简单遮挡即可解决此问题。数据记录初位置/m末位置/m位移/m时间/s速度/m·s-1选择4段不同的研究区域，记录下相应数据。s-t图像截图作业1、练习部分:当堂填写好两份实验报告（P17---P19)2、练习部分:第13页1---6题实验3．用DIS测定变速直线运动的平均速度实验目的测量变速直线运动的平均速度。实验原理物体运动的平均速度s=v/t，s为时间t内的位移实验器材DIS数据采集器；位移传感器；计算机；DISLab力学轨道及配套小车等附件。实验过程将位移传感器接收器接入数据采集器，并固定在力学轨道的高端。将位移传感器发射器与轨道小车固定在一起。调整位移接收、发射器的位置，使其基本正对。打开专用软件“研究匀速直线运动”，点击“开始记录”。打开位移传感器发射器的电源开关，让小车自轨道的高端下滑，得出s-t图像。实验过程选取一段研究范围，记录下小车在这段运动中的平均速度。重新选取研究范围：不改变末位置，只改变研究范围的初位置，缩小研究范围，记录下平均速度。继续缩小研究范围，记录下小车的平均速度。一共记录6组数据。数据记录初位置末位置位移时间差平均速度单位：长度单位都为m，时间单位s，速度单位m/s。s-t图像截图实验4、用DIS测变速直线运动的瞬时速度实验目的测定变速直线运动的瞬时速度实验原理变速直线运动物体的平均速度：v=Δs/Δt，当Δt无限小时（相应地，位移Δs也无限小），此时，v就是物体在某一时刻的瞬时速度。实验器材DIS数据采集器；光电门传感器；力学轨道附件及小车；挡光片（共4片，宽度分别为0.080m、0.060m、0.040m、0.020m）。计算机实验步骤将光电门传感器固定在支架上，放在轨道的一侧，连接到数据采集器第一通道。点击教材专用软件主界面上的实验条目“瞬时速度的测定”，打开该软件。软件显示出四次测量中挡光片的宽度（Δs）的默认值：0.080m、0.060m、0.040m、0.020m。实验步骤点击“开始记录”，依次将与软件中Δs对应的四片挡光片固定到小车上，让小车从轨道上同一位置滑下，记录下四次挡光的时间，同时得到小车的运行速度。记录实验数据，将实验结果截图。根据实验结果，归纳瞬时速度的概念和研究方法。数据记录次数挡光片宽度/m通过光电门时间/s速度/m·s-11234实验结果截图实验5．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小车沿轨道下滑做匀加速直线运动。测量小车在不同时刻的瞬时速度，根据加速度定义式：a=Δv/Δt，计算出小车的加速度。实验器材DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）力学轨道小车实验步骤将位移传感器接收器接入数据采集器，并固定在力学轨道的高端。将位移传感器发射器与轨道小车固定在一起。调整位移接收、发射器的位置，使其基本正对。打开专用软件“用DIS测定加速度”，点击“开始记录”。打开位移传感器发射器的电源开关，让小车自轨道的高端加速下滑，得出v-t图像。实验步骤小车在轨道上做匀加速直线运动，v-t图应是一条倾斜直线。理想的v-t图像实验步骤拖动滚动条，将对应小车运动状态的v-t图像置于显示区域中间。点击“选择区域”，在v-t图上选定“开始点”和“结束点”，根据这两点的速度变化大小以及时间差、即可求出加速度。不改变斜面高度，重复步骤3、4，再次测量加速度。多次测量（至少测量4次）加速度，求出平均值，记录数据。数据处理次数初速度末速度Δv