D现代实验技术-数字化信息系统(DIS)

第一章D现代试验技术—-数字化信息系统〔DIS)一、教学目标1知道物理测量的三个组成局部.DIS的含义、构成和使用方法.DISDIS猎取试验数据、处理数据和得出试验图像。进一步理解匀速直线运动物体的s－t图像和v－t图像的物理意义2DIS试验数据的采集、列表、作图、拟合和转换等环节的处理过程,感受争论物理规律的科学方法和根本过程。通过对传统仪器与DIS测量物理量过程的类比争论程和方法.通过应用DIS对几种直线运动状况的试验争论理问题的有效方法之一。3DIS息化技术带来的革命性的变化,提高学习兴趣和探究欲望。通过应用DIS对物体运动状况的试验争论,感悟物质运动的多样性与简单性，建立团结协作的意识，养成实事求是的科学态度。二、教学重难点重点：难点三、教学过程设计1

DIS的构成和使用方法.DIS测量匀速直线运动物体的位移和速度.师：请同学们做一做以下几个小试验1、一本物理教科书的体积有多大?试验桌的面积有多大?教室内的地面面积是多少，请同学们动手测量一下?2、让一位同学手持卷尺的一端做直线运动〔单向或双向运动都可请另一位同学通过卷尺刻度测出某段时间内该位同学运动的位移？设问：用传统测量工具测量物理量的体会是什么？,操作耗时费力,测量精度较低,效率不高，实时测量有肯定的困难。〔简称DIS〕,给物理量的测量带来了革命性的变化,下面简洁介绍如何用现代技术手段做物理试验.2〔重难点突破)DIS,介绍概况1、DIS：是DigitalInformationSystem的缩写,意为数字化信息系统。利用现代信息技术进展试验争论,我们称做DIS试验.2、DIS：是DigitalInformationSystemLaboratory的缩写，意为数字化信息系统试验室，是由“传感器＋数据采集器＋计算机(装有试验软件包)”构成的型试验系统。3、DIS的构成、系统框图和传感器使用方法可参考附录.试验探究,操作应用1：练习使用DIS试验目的：生疏DIS的使用方法试验器材：DIS〔位移传感器、数据采集器、计算机等);刻度尺。试验装置：如图〔供参考〕将位移传感器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连构成DIS试验系统。,点击试验条目上的“练习使用DIS将位移传感器的放射器与接收器相对放置,点击开头记录，观看计算机界面上的数据变化，并与刻度尺的测量结果进展比较.放射器θ接收器〔4)转变接收器和放射器的相对位置,测量其可测的最大、最小距离和角度范围如图放射器θ接收器试验记录:位移传感器的测量范围位移传感器的测量范围最大距离(cm〕最小范围〔cm〕〕大家谈：用刻度尺和DIS位移传感器测量距离有何不同和一样的地方？一样处:任何测量都有三个组成局部.被测对象被测对象探测器记录，处理和显示不同处：传统试验仪器精度较低、误差较大、可重复性较差.DIS具备“实时试验”功能，数据采集、处理和分析都由计算机完成,测量时间省、精度高,误差小，传统试验和数字化试验的整合代表了物理试验改革的方向。〔四〕学问迁移,学以致用s—tv—t图像，今日我们就用DIS来争论匀速直线运动物体的运动状况，进一步理解这两个图像.2：用DIS测定运动物体的位移和速度s-tv—t速度。试验器材：DIS(位移传感器、数据采集器、计算机等、DIS配套力学轨道、小车。试验装置:〔供参考〕争论匀速直线运动装置图〔1〕将位移传感器的放射器固定在小车上，接收器固定在力学轨道右端〔轨道稍倾斜，使小车能做匀速直线运动〕,将接收器与数据采集器相连，数据采集器与计算机相连，构成DIS试验系统.(2〕开启数据采集器电源和位移传感器放射器局部的电源，翻开教材专用软件，点击试验条目上的“测量运动物体的位移和速度“,屏上将消灭“位移－时间”坐标。点击“开头记录”,将小车放到轨道上，令其滑下。数据采集完成，点击“停顿记录“，获得位移－时间图像，从点的走向可以大致看出小车位移随时间变化的规律。(〕拖动滚动条，将对应小车运动状态的t图像置于显示区域中间，点击“拟合出位移随时间变化的曲线.〔5)点击“选择区域”按钮,在s—t图像上选择争论区域。点击鼠标确定争论区域的“开头,,即可s-t图线的初位移、末位移、时间差、速度的值。〔6)点击“v-t图像”s-tv-t图线。s—t图呈曲线，v—t图像呈非水平直线,问题的缘由是什么?答:说明小车未作匀速直线运动，应调整力学轨道的倾斜度重做试验.小结归纳,理清思路让学生谈谈本节课的收获〔包括学问性的、力量性的、兴趣等方面。(10)光电门传感器：使用高精度光敏器件构成连续的光路。在运动物体长度的条件下,记录该物体遮挡光路的时间,即可得出物体的运动速度。以下图为本市某中学利用两个光电门探究加速度与力、物体质量关系的试验装置图(未显示计算机)。遮光片 连接到数据采集器试验小车

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数据采集器连接到计算机34、作业布置拓展联想、课外探究你还了解哪些现代测量工具替代传统的测量工具的实例?设计方案：DIS位移传感器在哪个测量范围内数值较为准确？设计方案:如何用DIS位移传感器测出书本的体积，试验桌的面积?设计方案：查找其他作匀速直线运动的物体,或者自己制造一个可能的匀速直线运动，然后用DIS加以检验，看是不是匀速直线运动并测出速度大小？设计方案：运用DIS争论以下物体的运动s s s0 t0 t 0

0 ts s s0 t 0 t 0 t附录：1、DIS的构成〔以DISLabV5.0为例〕〔1)据采集器.DIS配备了多种传感器，详见下表。传感器名称 量程 分度电流传感器—1A～+1A10mA电压传感器—10V~+10V10mV微电流传感器—1μA～+1μA/温度传感器—10℃~+110℃0。1℃压强传感器0~300kPa±0。1kPa力传感器±20N/±10N0。1N磁感应强度传感器±15mT0.1mT位移传感器0～200cm1mm光电门传感器/0。01mS声波传感器100Hz～1KHz1ms光强传感器/1mmG-M传感器40000cpm〔最大计数率)1cpm传感器和数据采集器DIS数据采集器承受四路并行输入，可同时接插四种传感器.装有试验软件包数值显示、图表、曲线等各种方式表现试验数据,并可依据要求对试验数据进展数据统计、数据公式计算、曲线猜测与拟合等各种分析与处理。教材专用软件教材通用软件力传感器教材专用软件教材通用软件力传感器声传感器微电流传感器磁感强度传感器光电门传感器光强传感器G-M传感器温压位电电度强移流压传传传传传感感感感感器器器器器DIS系统构成3、传感器使用方法简介：〔1〕电流传感器:使用方法与电流表类似,电流从电流传感器的红色线流入，黑色线流出，显示的数值为正数;假设反接,显示的数值为负数.〔2).,使用时把电压传感器并联在电路中.假设电压,显示的数值为正数。假设反接，显示的数值为负数。压强传感器：用于测量气体压强，其读数为确定压强值，无需通过大气压加以换算。使用时应保证被测气体容器与压强传感器前端的软管连接严密.温度传感器：使用方法类似温度计，其温度敏感元件置于传感器金属探针的顶端，使用时要让被测物体与此处充分接触。〔6)声传感器：声传感器的敏感器件置于传感器前端，使用时要将其对准声源。〔7〕.使用时将位移接收模块与,或直接将其作为运动物体〔如振子、落体等〕使用.〔8)力传感器：既可测量拉力,又可测量压力.软件中规定：拉力的示数为正值,压力示数为负值。(9〕磁传感器：磁传感器探管前端内置磁敏