位移傳感器在加速度測量實驗中的應用
[實驗目的]
測定斜面上下滑物體的加速度,加深對加速度的理解。
[實驗器材]
DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機等)、力學軌道、小車、支架等。
[實驗裝置]
[實驗原理]
用位移傳感器結合計算機獲得v-t圖,通過圖像求加速度。在v-t圖像上取相距較遠的兩點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:
[實驗步驟]
1.將位移傳感器的發(fā)射器固定到小車上,接收器固定在力學軌道的頂端(木板傾斜,使小車下滑作勻加速直線運動)。調整接收器、發(fā)射器的位置,使其基本正對。將接收器與數(shù)據(jù)采集器相連,數(shù)據(jù)采集器與計算機相連,構成DIS實驗系統(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,點擊教材專用軟件主界面上的實驗條目“測量運動物體的加速度”,屏上將出現(xiàn)“v-t”坐標。
3.將小車放到軌道高端,點擊“開始記錄",令其滑下。數(shù)據(jù)采集完成,點擊“停止記錄”,獲得速度-時間圖像,從點的走向可以大致看出小車速度隨時間變化的規(guī)律。
4.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“擬合”,得出速度隨時間變化的曲線。
5.點擊“選擇區(qū)域”按鈕,確定“開始點”和“結束點”,即可獲得該段v-t圖線對應的加速度值。
多次測量得出a的平均值。
實驗結論:
[注意事項]:
1.調節(jié)軌道傾角,重復實驗。直至屏上顯示的v-t圖像是一段傾斜直線時,再進入數(shù)據(jù)分析。
2.應多次測量得出a的平均值。
[形成性練習]
1.圖中是DIS實驗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段的運動可看作_____運動,小車開始運動的時刻是________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“測定斜面上下滑物體的加速度”的實驗中,我們用傳感器結合計算機獲得圖,通過圖像求物體運動的加速度。在圖像上取相距較遠的兩點A(t1,v1)與B(t2,v2),求出它們所在直線的,即可求得加速度a=。實驗發(fā)現(xiàn),勻變速直線運動物體的v-t圖像是,即反映了速度隨時間的規(guī)律。
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