位移傳感器在加速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
[實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />
測(cè)定斜面上下滑物體的加速度,加深對(duì)加速度的理解。
[實(shí)驗(yàn)器材]
DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等)、力學(xué)軌道、小車、支架等。
[實(shí)驗(yàn)裝置]
[實(shí)驗(yàn)原理]
用位移傳感器結(jié)合計(jì)算機(jī)獲得v-t圖,通過圖像求加速度。在v-t圖像上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)A(t1,v1)與B(t2,v2),求出它們所在直線的斜率,即可求得加速度:
[實(shí)驗(yàn)步驟]
1.將位移傳感器的發(fā)射器固定到小車上,接收器固定在力學(xué)軌道的頂端(木板傾斜,使小車下滑作勻加速直線運(yùn)動(dòng))。調(diào)整接收器、發(fā)射器的位置,使其基本正對(duì)。將接收器與數(shù)據(jù)采集器相連,數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)相連,構(gòu)成DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
2.開啟數(shù)據(jù)采集器電源和位移傳感器發(fā)射器的電源,點(diǎn)擊教材專用軟件主界面上的實(shí)驗(yàn)條目“測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的加速度”,屏上將出現(xiàn)“v-t”坐標(biāo)。
3.將小車放到軌道高端,點(diǎn)擊“開始記錄",令其滑下。數(shù)據(jù)采集完成,點(diǎn)擊“停止記錄”,獲得速度-時(shí)間圖像,從點(diǎn)的走向可以大致看出小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。
4.拖動(dòng)滾動(dòng)條,將對(duì)應(yīng)小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的v-t圖線置于顯示區(qū)域中間,點(diǎn)擊“擬合”,得出速度隨時(shí)間變化的曲線。
5.點(diǎn)擊“選擇區(qū)域”按鈕,確定“開始點(diǎn)”和“結(jié)束點(diǎn)”,即可獲得該段v-t圖線對(duì)應(yīng)的加速度值。
多次測(cè)量得出a的平均值。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
[注意事項(xiàng)]:
1.調(diào)節(jié)軌道傾角,重復(fù)實(shí)驗(yàn)。直至屏上顯示的v-t圖像是一段傾斜直線時(shí),再進(jìn)入數(shù)據(jù)分析。
2.應(yīng)多次測(cè)量得出a的平均值。
[形成性練習(xí)]
1.圖中是DIS實(shí)驗(yàn)得出的從斜面下滑的一輛小車的v-t圖像,由圖可知,小車在AB段的運(yùn)動(dòng)可看作_____運(yùn)動(dòng),小車開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻是________s,小車在AB段的加速度是__________m/s2,小車在AB段的位移是__________m。
2.在“測(cè)定斜面上下滑物體的加速度”的實(shí)驗(yàn)中,我們用傳感器結(jié)合計(jì)算機(jī)獲得圖,通過圖像求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。在圖像上取相距較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)A(t1,v1)與B(t2,v2),求出它們所在直線的,即可求得加速度a=。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖像是,即反映了速度隨時(shí)間的規(guī)律。
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