現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)——數(shù)字化信息系統(tǒng)(DIS)

1、現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)數(shù)字化信息系統(tǒng)數(shù)字化信息系統(tǒng)（DIS）實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 教室的體積是多少，請(qǐng)教室的體積是多少，請(qǐng)同學(xué)們動(dòng)手測(cè)量一下？同學(xué)們動(dòng)手測(cè)量一下？ 需要哪些工具，應(yīng)該如需要哪些工具，應(yīng)該如何測(cè)量？何測(cè)量？用傳統(tǒng)測(cè)量工具測(cè)量物理量的體會(huì)是什么？用傳統(tǒng)測(cè)量工具測(cè)量物理量的體會(huì)是什么？你覺(jué)得在測(cè)量過(guò)程中有些哪些困難？你覺(jué)得在測(cè)量過(guò)程中有些哪些困難？ 用刻度尺測(cè)量距離靠人眼觀察、手工記錄，操作耗時(shí)費(fèi)力，測(cè)量精度較低，效率不高，實(shí)時(shí)測(cè)量有一定的困難。有沒(méi)有更好的測(cè)量工具呢？ 這種超聲波測(cè)距儀實(shí)際是應(yīng)用了數(shù)字化信息技術(shù)，它集探測(cè)、記錄、運(yùn)算、顯示于一體。數(shù)字化信息系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力及實(shí)時(shí)顯示功能

2、給物理量的測(cè)量帶來(lái)了重大變化。超聲波測(cè)距儀 中學(xué)物理課程中引入了 數(shù)字化信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)字化信息系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)DISDIS），），什么是什么是DISDIS呢？呢？它的基本結(jié)構(gòu)是什么？它的基本結(jié)構(gòu)是什么？各器件的功能是什么？各器件的功能是什么？1 1、DISDIS的含義及的含義及DISDIS的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)下面簡(jiǎn)單介紹如何用現(xiàn)代技術(shù)手段做物理實(shí)驗(yàn)。下面簡(jiǎn)單介紹如何用現(xiàn)代技術(shù)手段做物理實(shí)驗(yàn)。什么是什么是DISDIS呢？呢？（1）DIS： 是是Digital Information System的縮寫(xiě)，意為的縮寫(xiě)，意為數(shù)字化信息系統(tǒng)數(shù)字化信息系統(tǒng)。利用。利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，我們稱(chēng)現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)

3、驗(yàn)研究，我們稱(chēng)做做DIS實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。 （2 2）DISDIS：是由：是由“傳感器傳感器數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集器器計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)（裝有實(shí)驗(yàn)軟件包）（裝有實(shí)驗(yàn)軟件包）”構(gòu)構(gòu)成的新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。成的新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。（3 3）DISDIS的系統(tǒng)框圖的系統(tǒng)框圖研究對(duì)象研究對(duì)象傳感器傳感器數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)DIS的基本結(jié)構(gòu)是什么？的基本結(jié)構(gòu)是什么？（3 3）DISDIS的系統(tǒng)框圖的系統(tǒng)框圖研究對(duì)象研究對(duì)象傳感器傳感器可測(cè)力、位移、速度、可測(cè)力、位移、速度、溫度、電壓等物理量，將物理量轉(zhuǎn)化溫度、電壓等物理量，將物理量轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。為電信號(hào)。數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器將由傳感器采集到將由傳感器采集到的各種電信號(hào)處理

4、后輸入計(jì)算機(jī)。的各種電信號(hào)處理后輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)將由采集器輸入計(jì)算機(jī)將由采集器輸入的信號(hào)通過(guò)軟件進(jìn)行分析處理之后，的信號(hào)通過(guò)軟件進(jìn)行分析處理之后，顯示在其屏幕上。顯示在其屏幕上。DIS各器件的功能是什么？各器件的功能是什么？應(yīng)用示例：練習(xí)使用應(yīng)用示例：練習(xí)使用DISDIS實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜IS的使用方法，了解 位移傳感器的性能實(shí)驗(yàn)器材：DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集 器、計(jì)算機(jī)等）；刻度尺。實(shí)驗(yàn)裝置：如圖2、怎樣使用DIS？實(shí)驗(yàn)步驟：（1）將位移傳感器與數(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(kāi)啟數(shù)據(jù)采集器電源和位移傳感器發(fā)射器部分的電源后，打開(kāi)教材專(zhuān)用軟件，

5、點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)條目上的“練習(xí)使用DIS位移傳感器”。（3）將位移傳感器的發(fā)射器與接收器相對(duì)放置，點(diǎn)擊開(kāi)始記錄，觀察計(jì)算機(jī)界面上的數(shù)據(jù)變化，并與刻度尺的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。（4）改變接收器和發(fā)射器的相對(duì)位置，測(cè)量其可測(cè)的最大、最小距離，及測(cè)量范圍并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表格中。位移傳感器的測(cè)量范圍位移傳感器的測(cè)量范圍最大距離（cm）最小范圍（cm）可測(cè)角度范圍 你覺(jué)得使用刻度尺測(cè)量與用位移傳感器測(cè)量過(guò)程中有哪些異同？相同相同處：任何測(cè)量都有三個(gè)組成部分。處：任何測(cè)量都有三個(gè)組成部分。探測(cè)器探測(cè)器被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象不同處：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀器精度較低、誤差較大、可重復(fù)性較差。DIS具備“實(shí)時(shí)實(shí)驗(yàn)”功能，數(shù)據(jù)采集、處理和分析

6、都由計(jì)算機(jī)完成，測(cè)量時(shí)間省、精度高，誤差小，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的整合代表了新物理實(shí)驗(yàn)改革的方向。記錄，處理和顯示記錄，處理和顯示探索研究（探索研究（DISDIS實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)）1 1、用、用DISDIS研究變速直線運(yùn)動(dòng)的研究變速直線運(yùn)動(dòng)的s-ts-t圖圖實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯孔兯僦本€運(yùn)動(dòng)物體實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯孔兯僦本€運(yùn)動(dòng)物體 的的s-ts-t圖，并從中求物體圖，并從中求物體 的位移和速度的位移和速度實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：1m1m長(zhǎng)的軌道、長(zhǎng)的軌道、DISDIS探索研究（探索研究（DISDIS實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)過(guò)程：1 1、按圖連接裝置、按圖連接裝置2 2、開(kāi)啟電源，運(yùn)行、開(kāi)啟電源，運(yùn)行DISDIS應(yīng)用

7、軟件應(yīng)用軟件3 3、點(diǎn)擊開(kāi)始記錄，獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)；、點(diǎn)擊開(kāi)始記錄，獲得數(shù)據(jù)點(diǎn)；點(diǎn)擊點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)點(diǎn)連線數(shù)據(jù)點(diǎn)連線”獲得位移隨時(shí)獲得位移隨時(shí)間變化的曲線。間變化的曲線。探索研究（探索研究（DISDIS實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)）2、用DIS測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度在在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，點(diǎn)擊前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，點(diǎn)擊“選擇區(qū)域選擇區(qū)域”，先后選定不同的區(qū)域，獲得平均速度先后選定不同的區(qū)域，獲得平均速度研究區(qū)域平均速度v/ms-1ADACAB 兩點(diǎn)間的水平距離是時(shí)間兩點(diǎn)間的水平距離是時(shí)間t t兩點(diǎn)間兩點(diǎn)間的豎直距離就是位移的豎直距離就是位移s s，s/s/t t就是就是平均速度，平均速度，從得出的結(jié)果從得出的結(jié)果看出看出不同位

8、移不同位移不同時(shí)間內(nèi)的平均速度不同時(shí)間內(nèi)的平均速度往往是往往是不同的不同的。探索研究（探索研究（DISDIS實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)）3 3、用、用DISDIS實(shí)驗(yàn)測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)測(cè)變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度我們是如何理解瞬時(shí)速度的？我們是如何理解瞬時(shí)速度的？能否測(cè)出瞬時(shí)速度呢？能否測(cè)出瞬時(shí)速度呢？ 某位置（或某時(shí)刻）的瞬時(shí)速度，就是無(wú)限逼近該位置或該時(shí)刻附近的位移（或時(shí)間）內(nèi)的平均速度。探索研究（探索研究（DISDIS實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 在實(shí)驗(yàn)探究中選取物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的某一段運(yùn)動(dòng)軌跡，并測(cè)量該段軌跡的平均速度。不斷減小軌跡的長(zhǎng)度，就是求出越來(lái)越短的位移（或時(shí)間）內(nèi)的平均速度，從而求出運(yùn)動(dòng)

9、軌跡上某點(diǎn)（或某時(shí)刻）的瞬時(shí)速度。應(yīng)用光電門(mén)傳感器獲得不同擋光片的擋光時(shí)間，從而得到擋光片寬度不斷減小時(shí)的速度值，這個(gè)速度值越來(lái)越趨近小車(chē)通過(guò)光電門(mén)所在位置的速度。探索研究（探索研究（DISDIS實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)器材：小車(chē)、軌道、光電門(mén)傳感器， 不同寬度的擋光片實(shí)驗(yàn)過(guò)程：(閱讀課本）實(shí)驗(yàn)小結(jié)：實(shí)驗(yàn)小結(jié)：實(shí)驗(yàn)的過(guò)程體現(xiàn)了一種極限的思想。步驟一：實(shí)驗(yàn)裝置步驟一：實(shí)驗(yàn)裝置步驟二：開(kāi)啟電源步驟二：開(kāi)啟電源步驟三：點(diǎn)擊步驟三：點(diǎn)擊“開(kāi)始記錄開(kāi)始記錄”1、DIS的主要組成部分分別是_、_以及_三部分。2、按照練習(xí)使用“DIS”的要求，把下圖中的位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)用線相連。傳感器傳感器數(shù)據(jù)分析器數(shù)據(jù)分析器計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)3 3、用、用DISDIS研究物體的研究物體的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)s-ts-t圖，得到如圖圖，得到如圖所示的圖象，從圖中所示的圖象，從圖中可知小車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向可知小車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向是是_(_(選填選填“靠靠近近”或或“遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離”) )位移位移傳感器的接