實驗報告：DIS實驗一

1、DIS實驗項目實驗項目一：驗證牛頓第三定律實驗過程與數(shù)據分析1、 將兩只力傳感器接入數(shù)據采集器；2、 啟動“組合圖形”功能，點擊“增加”，增加圖線“時間-力1”與“時間與力2”；3、 兩手各持一只力傳感器，讓兩傳感器的側鉤互相鉤住，兩手用力拉或壓，得兩條“力-時間”組合顯示圖線（圖1）。觀察發(fā)現(xiàn)兩條圖線基本重合，表示兩力大小相等；4、 選中其中一條圖線，點擊“設置”，設為“鏡像顯示”，對兩個力的方向加以區(qū)別；5、 返回實驗界面，重復實驗，可采用鏡像顯示的圖線與另一條圖線以X軸呈上下對稱（圖2），說明兩力方向相反。使用“顯示數(shù)據點功能”，可見兩力大小相同；6、 點擊“停止”，將“采樣頻率”設置為

2、“100”。讓兩只力傳感器的側鉤正對，相互敲擊，獲得另外兩條以X軸呈上下對稱的圖線（圖3）；7、 結合實驗結果，總結牛頓第三定律在實驗中的體現(xiàn)。 圖1：通用軟件模式下的組合波形 圖2：將一條圖線設置為鏡像模式圖3：鏡像模式下的敲擊圖線 圖4：專用軟件力的相互作用圖線 圖5：專用軟件下的敲擊圖線實驗項目二：瞬時速度的測定實驗操作1、 將光電門傳感器固定在物理支架上，放在軌道的一側，連接到數(shù)據采集器第一通道。2、 點擊教材專用軟件主界面上的實驗條目“瞬時速度的測定”，打開該軟件。3、 軟件顯示出四次測量中擋光片的寬度（S）的默認值：0.080、0.060、0.040、0.020m。如實驗需要，可對

3、該默認值進行修改。4、 點擊“開始記錄”，依次將與軟件中S對應的四片擋光片固定到小車上，讓小車從軌道上同一位置滑下，記錄下四次擋光的時間，同時得到小車的運行速度（圖1）。5、 根據實驗結果，歸納瞬時速度的概念和研究方法。圖1：四次擋光完成后的實驗結果實驗項目三：研究勻速直線運動實驗操作一、專用軟件的使用1、 將位移傳感器接收器固定在軌道頂端，連接到數(shù)據采集器的第一通道；將位移傳感器發(fā)射器固定到小車上。2、 點擊教材專用軟件主界面上的實驗條目“研究勻速直線運動”，打開該軟件。3、 點擊“開始記錄”，將小車放到軌道上，打開位移傳感器發(fā)射器的電源開關，令其滑下，調節(jié)斜板的傾角，是小車下滑盡可能接近勻

4、速；4、 當獲得的s-t圖線如圖1所示時，表明此次數(shù)據采集完成，點擊“停止記錄”。5、 拖動滾動條，將對應小車運動狀態(tài)的s-t圖線置于顯示區(qū)域中間，點擊“選擇區(qū)域”按鈕，以便在s-t圖線上選擇研究區(qū)域。6、 選擇研究區(qū)域的第一步，須通過點擊鼠標確定研究區(qū)域的“開始點”。7、 再次點擊，以確定研究區(qū)域的“結束點”。此次在軟件界面左下方的數(shù)據窗口中，即可顯示出研究區(qū)域內s-t圖線的初位移、末位移、時間差、速度的值.8、 點擊“v-t圖像”，觀察研究區(qū)域內s-t圖線對應的v-t圖線，如圖2.9、 點擊“s-t圖像”按鈕，可返回并重新設置選擇區(qū)域，對另一段s-t圖線進行研究。10、 點擊“開始記錄”按

5、鈕，即可啟動數(shù)據采集，開始新的實驗。11、 實驗結束，點擊“返回”按鈕，退出該軟件，并注意關閉位移傳感器發(fā)射器的電源開關。 圖1：專用軟件s-t圖線 圖2：專用軟件v-t圖線二、通用軟件的使用1、 將位移傳感器接收模塊接入數(shù)據采集器，并固定在滑軌的高端。2、 將位移傳感器發(fā)射模塊與運動小車固定在一起，調節(jié)滑軌一端得高度，使小車在滑軌上的運動接近勻速。調整接收、發(fā)射模塊的位置，使其基本正對。3、 點擊教材通用軟件主界面，打開“組合圖線”，點擊“添加”，選擇X軸為“時間”，Y軸為“位移”。4、 打開位移傳感器發(fā)射模塊的電源開關，讓小車自滑軌的高端下滑，得出“s-t”圖線（圖3）。5、 如果s-t圖

6、線呈曲線，表明小車未做勻速直線運動，此時需調節(jié)滑軌的角度。6、 選擇有效區(qū)段，點擊“線性擬合”，可見所選區(qū)域s-t圖線與擬合圖線完全重合（圖4），表明在勻速直線運動時位移與時間為線性關系，擬合直線的斜率即為運動物體的速度。 圖3：通用軟件s-t圖 圖4：線性擬合研究勻加速直線運動實驗操作一、專用軟件的使用1、 將位移傳感器接收器固定在軌道的頂端，連接到數(shù)據采集器第一通道；將位移傳感器發(fā)射器固定到小車上。2、 點擊教材專用軟件主界面上的實驗條目“從v-t圖求加速度”，打開該軟件。3、 點擊“開始記錄”，將小車放到軌道頂端，打開位移傳感器發(fā)射器電源開關，使小車從軌道上滑下。4、 調節(jié)斜面的傾角，重

7、復實驗。當獲得的v-t圖線如圖1所示時，可點擊“停止記錄”，進入數(shù)據分析階段。5、 拖動滾動條，將對應小車運動狀態(tài)的v-t圖線置于顯示區(qū)域中間，點擊“選擇區(qū)域”按鈕，確定“開始點”和“結束點”，在v-t圖線上選擇研究區(qū)域。6、 “開始點”和“結束點”確定后，即可獲得該段v-t圖線對應的加速度值（圖1）。7、 選擇另一區(qū)域研究（圖2）。8、 歸納加速度的概念和從v-t圖求加速度的研究方法。 圖1：專用軟件v-t圖線區(qū)域1 圖2：專用軟件v-t圖線區(qū)域2二、通用軟件的使用1、將位移傳感器接收模塊接入數(shù)據采集器并固定在滑軌的高端。2、將位移傳感器發(fā)射模塊與運動小車固定在一起，調節(jié)滑軌一端的高度，使小

8、車做勻加速運動。調整接收、發(fā)射模塊的位置，使其基本正對。3、打開“組合圖線”，點擊“添加”圖線，選擇X軸為“時間”，Y軸為“位移”。4、打開位移傳感器發(fā)射模塊的電源開關，讓小車自滑軌的高端下滑，得出s-t圖線（圖1）。5、點擊“選擇區(qū)段”，選擇s-t圖線中對應小車運動的區(qū)段。6、點擊“擬合”，選取“二次擬合”，可見擬合圖線與s-t圖線所選區(qū)域完全重合，表明小車的運動屬于勻加速直線運動，位移與時間為二次多項式關系（圖2）。7、對擬合獲得的二次多項式圖線進行求導（其物理意義是將s-t圖轉為v-t圖），獲得的導數(shù)圖線為直線（圖3），說明速度與時間為線性關系。8、對導數(shù)圖線進行線性擬合(圖4)，該擬合

9、線的線性方程的斜率即為運動物體的加速度。 圖1：通用軟件s-t圖線 圖2：二次多項式擬合 圖3：求導 圖4：線性擬合實驗項目五：超重失重實驗操作一、專用軟件的使用1、 將一只力傳感器接入數(shù)據采集器。2、 點擊教材專用軟件主界面上的實驗條目“超重失重”，打開該軟件。3、 點擊“開始記錄”，在力傳感器側鉤上掛上38N的砝碼，然后讓傳感器沿垂直方向加速上升和下降，得到實驗結果如圖1。4、 觀察圖1中的實驗結果圖線，研究其中的不同段落對應的運動過程，建立“運動圖線”的對應關系。二、通用軟件的使用1、 將力傳感器接入數(shù)據采集器，選擇“示波”顯示方式。2、 握住傳感器的手柄，使其側鉤豎直向下，點擊“調零”。3、 將重物（6N左右）懸掛在力傳感器側鉤上。4、 教師可以在實驗之前先引導學生基于實驗原理，猜想超重和失重對應的“F-t”圖線可能呈現(xiàn)出的形狀。5、 手持懸掛有重物的力傳感器，沿垂直于地面的方向加速升降，觀察波形變化。6、 點擊“停止”，回放“