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。 实验原理：v=s/t

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。

用DIS测变速直线运动的平均速度

按照前述学生实验的步骤，使载有位移传感器发射器的小车做变速直线运动，获得如图所示的s－t图。

第 1 页 共 4 页

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值，并将数值填入表，这就是相应区域的平均速度。

注意事项：在测平均速度时应选用位移传感器，实验时轨道略有倾斜，让小车加速下滑从而得到相应的s-t图象。然后点击不同的“选择区域”得到相应的平均速度值，可以发现选取不同的时间段得到的平均速度值往往是不同的。增大轨道倾角并重复实验，可发现同样的时间段内的平均速度值会增大。

用DIS测定变速直线运动的瞬时速度

实验过程

1．实验装置如图所示，在小车的中心位置上固定挡光片，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端，使固定有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测定瞬时速度”，界面如图。

3．点击“开始记录”，依次将与软件中Δs对应的挡光片固定在小车上，让小车从轨道的同一位置由静止开始下滑，记录下四次挡光的时间，DIS实时计算出小车通过光电门时的平均速度。把软件界面上的数据填入上图所示的界面空格中。从实验数据分析可知，挡光片的宽度逐渐减小时，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。

光电门传感器

光电门传感器为门式结构，如图所示。A管发射红外线，B管接收红外线。A、B之间无挡光物体时，电路断开；有物体挡光时，电路接通。计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间，自动算出物体的运动速度。

注意事项：在测定瞬时速度时应采用光电门传感器。它测定的是挡光片经过光电门的时间，然后根据挡光片的宽度（即位移），自动计算出瞬时速度的值。实际上它测定的只是很短时间或很小位移中的平均速度。可见挡光片越窄，测得的速度越接近物体经过光电门时的瞬时速度。所以实验时要改变挡光片的宽度做几次实验，观察并记录速度的值，加以比较。应能明确指出测得的速度是小车到达什么位置时的速度。

第 2 页 共 4 页

8A 67C 345B 0 1

2

3

4

实验二：用DIS测物体的加速度

实验目的：

测定沿轨道下滑做变速直线运动物体的加速度 实验原理：

斜面上小车从静止开始做运价速度直线运动，利用位移传感器记录小车的位移随时间变化的过程，通过DIS实验系统的专用软件，显示小车速度与时间关系的图象。然后选择不同的研究区域，计算相应的加速度。a=△V/△t 实验器材

DIS系统（数据采集器、计算机、位移传感器）。1m长的轨道、配套小车、轨道侧面固定板。 实验装置

实验步骤：

1. 连接装置：将位移传感器接收端固定到侧面固定板上，放在轨道的高端，连接到数据采集器二号

口（注：位移传感器不能插在一号口上）；将位移传感器发射端固定到小车上。

2. 启动软件：双击

图标，

打开DAS程序，等待传感器自动

连接，待变成，传

感器就连接成功了。单击“新课改实验”，双击实验条目“用DIS测定加速度”，进入实验界面。

3. 操作过程：将小车放到轨道高端，将位移传感器的发射口，与接收口相对准，打开位移传感器发

射器电源开关。点击“

”，使小车从轨道上滑下。当获得v-t图线，点击“

”，

进入数据分析阶段。

4. 数据分析：点击“选取范围”按

钮，把鼠标移到左侧y轴附近的“开始点选择线”，此时鼠标变形为手指。单击并按住左键，拖拉选择线，选定研究区域的“开始点”。同样方法用右侧的“结束点选择线”，确定“结束点”，在v-t 图线上选择研究区域。“开始点”和“结束点”确定后，即可获得，该段v-t 图线对应的加速度值（图1）

第 3 页 共 4 页