D 现代实验技术——数字化信息系统(DIS)
学习目标
1.知道数字化信息系统(DIS),会用DIS测量运动物体的位移、平均速度和瞬时速度。 2.通过实验探究,学会利用DIS应用软件测定位移和平均速度,并经历探究瞬时速度的测量过程。
3.初步体验信息技术在物理测量中的优点,感悟其应用价值。
知识详解
知识点一:数字化信息系统(DIS) 1.测量的组成部分
2.数字化信息系统(DIS)的基本结构
3.DIS实验系统的使用
用DIS实验系统的位移传感器测位移 用DIS实验系统测速度 例:“DIS”实验即“数字化信息系统”实验,以下四幅照片中“用DIS测变速直线运动瞬时速度”的实验装置图是 ;“用DIS测定加速度”的实验装置图是 (选填照片下对应的字母)
答案:DC 解析:“用DIS测变速直线运动瞬时速度”的实验装置图是D.挡光片通过光电门平均速度代替滑块通过光电门的瞬时速度“用DIS测定加速度”的实验装置图是C.本实验采用了位移传感器,代替了打点计时器,用DIS可以测小车的加速度 知识点二:探究实验
1.用DIS研究变速直线运动的s-t图
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:1m长的轨道、DIS (1)按图连接装置
(2)开启电源,运行DIS应用软件
(3)点击开始记录,获得数据点;点击“数据点连线”获得位移随时间变化的曲线。 2.用DIS测变速直线运动的平均速度
在前面实验的基础上,点击“选择区域”,先后选定不同的区域,获得平均速度。
例:DIS是我们对数字化信息系统的简称.图形计算器实验系统是一种由 、 与图形计算器组合起来,共同完成对物理量测量的装置.这种装置的特点是 ,计算机辅助实验系统是一种将传感器、数据采集器和 ,组合起来,共同完成对物理量测量的装置,这种系统的特点是
答案:传感器、数据采集器,器件轻小、便于携带、在野外也能使用,计算机,数据容量较大、像素多、屏幕大、图形清晰,能显示难以观察的过程,缺点是携带不便。
解析:图形计算器实验系统是一种由传感器、数据采集器与图形计算器组合而成的.优点是小而轻,缺点是容量小与不够清晰;计算机虽容量大,图象清,但携带不便. 【典型例题】
考点一:用DIS测变速直线运动的瞬时速度 例:“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中,使用的传感器是 传感器.小王同学利用DIS实验器材研究某物体沿X轴运动的规律,发现物体所处的坐标X与时间t满足X=t3-2t(单位均是SI制单位),则该物体在第2秒末的瞬时速度大小为 m/s。
答案:光电门;10 解析:在DIS测匀变速直线运动的瞬时速度实验中,需要传感器是光电门传感器; 由X(t)=t3-2t,该公式对时间求导,得X′(t)=3t2-2,所以X′(2)=10m/s.则物体在第2秒末的瞬时速度大小为10m/s 【能力提升】 针对训练
1. “用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中,用到的传感器为 。
2. 如图所示为某运动物体的v﹣t图象,该曲线恰好是圆心在坐标原点的四分之一圆,则物体所做的是 运动(选填“直线”、“曲线”或“可能直线也可能曲线”),物体在图示时间内的平均速度为 m/s。
3. 数字化信息系统DIS (位移传感器、数据采集器、计算机等),应用传感器和数据采集器自动获取和输入实验数据,通过计算机的快速处理得到实验的结果,提高了教学效率,使学生可以有更多的时间用于自主探究活动,改变传统的教学模式。 下面通过DIS来研究物体加速度与力的关系,如图(1)实验装置
本实验中没有与传统实验相比不同点 1.【答案】光电门 【解析】“用DIS测变速直线运动的瞬时速度”实验中,用到的传感器为光电门传感器。 2.【答案】直线,π
【解析】v﹣t图象,速度都是正值说明速度方向不变.所以物体所做的是直线运动. 据“面积”读出物体位移等于2π,所以平均速度为π m/s。
3.【答案】传统是应用打点记时器和纸带,而这里采用位移传感器记录。
【解析】在研究物体加速度与力的关系时,传统是应用打点记时器和纸带,而这里采用位移传感器记录,这样更简洁、准确。 【易错题/易混点】
易错点:用DIS测定位移和速度 例:某同学在“用DIS测定位移和速度”实验中利用传感器得到的小车的s-t图如图所示.从图中可以看出,小车在做 (填“加速”或“减速”)运动,小车在1.0-1.5s间的平均速度为 m/s。
答案:加速,0.4 解析:由位移时间图线的斜率越来越大可以看出物体做加速运动;1.0s时对应的位移为0.1m,1.5s时对应的位移为0.3m,故小车在1.0-1.5s内的平均速度为:0.4m/s
高中物理备课参考 现代实验技术——数字化信息系统(DIS)
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