高一-第5讲-运动学DIS实验（培优学案）.docx

PAGE10 / NUMPAGES15 PAGE 1 教育辅导讲义 学员姓名： 学科教师： 年 级：高一 辅导科目：物理 授课日期 时 间 A / B / C / D / E / F 段 主 题 运动学DIS实验同步 学习目标 ?1、知道传感器的用途； ?2、了解DIS系统组成； ?3、会用DIS实验测量位移、速度、加速度。 教学内容 回忆一下，在初中的时候大家在研究运动相关的时候使用的测量工具有哪些？ 测长度和距离： 测时间： 现在我们装备全面升级： 位移传感器 光电门传感器 数字化信息系统 1、房间的面积测量，传统的测定方法比较麻烦，有时为了测量房间的高度可能还存在安全隐患。但若使用超 声波测距仪，则不仅方便，而且准确，由此显示出现代信息技术手段的优越性。 2、DIS是数字化信息系统 的简称，它是运用现代化信息技术手段进行实验和学习的一种方式。DIS 给物 理的测量带来了重大的变化，它不但使实验方便快捷，而且精度高，误差小。在物理中有许多物理量，如距 离、力、速度、温度、压强、电压、电流等可以利用 DIS 系统完成。 3、DIS 实验系统通常由三部分组成：传感器、数据采集器、计算机。传感器是一种根据等效性原理，感受物理量并以一定的规律将其转换为有用的、可识别的信号的器件或 装置。常用的传感器有力传感器、运动传感器、温度传感器、光传感器、电压或电流传感器。 4、运动传感器常见的有位移传感器、光电门传感器。位移传感器用来测量物体的位移，由发射器和接收器两部分组成，发射器通常固定在运动物体上；接收器固定在某个确定的位置，接收器通过数据线与数据采集器连接。光电门传感器的原理是：当固定有已知宽度d的挡光片的运动物体通过光电门时，光电门传感器记录挡 光片通过的时间Δt，故运动物体在这段时间内的平均速度为d/△t ，因为挡光片较窄，所以可近似看做测量的是 物体的瞬时速度。 【知识梳理—用DIS测定位移和速度】 实验目的： 研究变速直线运动物体的s－t图，并从中求物体的位移和速度。 实验器材： 小车、1m长的轨道、DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）。 实验过程： 1.实验装置如图所示，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测定位移和速度”，界面如图所示。 3.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图中将出现对应的数据点，如图所示。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。 【例题精讲—用DIS测定位移和速度】 例1、（1）图是研究小车运动时的s-t图的装置 ①发射器和接收器组成_____传感器 ②这组传感器测量的物理量是_______. (2)指出图的s-t图中指定区域内小车的运动状态 1～2区域 . 3～4区域 . 5～6区域 . 例2、利用如图所示的装置，某同学设计了以下两种方法测定斜面上运动滑块的瞬时速度． 方法(1)：事先测定遮光板的宽度为L，当滑块经过斜面B点时，固定在B点的光电门(图中没有画出)测出遮光板经过B点的时间为，则遮光板经过B点过程中平均速度为 ，这个平均速度可以近似表示遮光板中央经过B点的瞬时速度． 方法(2)：若遮光板的宽度未测定，而滑块以加速度a匀加速下滑，遮光板的前端到达B点时的速度为v，光电门测出遮光板经过B点的时间为t'，则遮光板经过B点过程的中间时刻的速度为 （用“a、v、t'表示），这个速度也可以近似表示遮光板中央经过B点的瞬时速度． 【巩固测试—用DIS测定位移和速度】 1、小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使挡光片的前端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。 实验次数 不同的挡光片 通过光电门的时间（s） 速度（m/s） 第一次 I 0.23044 0.347 第二次 Ⅱ 0