物理實驗復習DIS實驗基本結構

傳感器數據采集器計算機

一、用DIS測定位移和速度

實驗原理：v=s/t

實驗目的：研究變速直線運動的s-t圖并從中求物體的位移和速度。

實驗器材：小車、1m長的軌道、DIS（位移傳感器等）。

實驗步驟：

1．將位移傳感器的發射器固定在小車上，接收器固定在軌道的右端，將接收器與數據采集器、計算機連接好。2．開啟電源，點擊“用DIS測定位移和速度”。3．點擊“開始記錄”，放開小車使其運動，計算機表格內出現取樣點數據，s-t圖中出現對應的數據點，點擊“數據點連線”，得到s-t圖。

4．點擊“選擇區域”，將某段曲線選定為研究區域，下方速度窗口就出現該段運動的平均速度值。注意事項在測平均速度時應選用位移傳感器，實驗時軌道略有傾斜，讓小車加速下滑從而得到相應的s-t圖象。點擊不同的“選擇區域”得到相應的平均速度值，可以發現選取不同的時間段得到的平均速度值往往是不同的。增大軌道傾角并重復實驗，可發現同樣的時間段內的平均速度值會增大。練習1．在實驗中得到小車做直線運動的s-t關系如圖所示。（1）由圖可以確定，小車在AC段是_________運動；DE段是_________運動（2）在與AB、AC、AD對應的平均速度中，最接近小車在A點瞬時速度的是_________段中的平均速度。

加速勻速AB練習2．在研究勻速直線運動的位移—時間關系的DIS實驗中，得出運動小車的s-t圖如圖所示，從圖中可知，小車運動的方向是__________（填靠近或遠離）運動傳感器的接收部分，在s-t圖上0—0.2s之間的一段水平直線表示__________，從圖中可以看出，1.0s時小車與開始計時點的距離約為__________m?？拷o止0.5附：用光電門測瞬時速度：光電門記錄的是擋光片的擋光時間△t。測量擋光片的寬度d就可知擋光片經過光電門的平均速度v=d/△t

。擋光片的寬度較窄，經過光電門的平均速度就可看作瞬時速度。應能明確指出測得的速度是小車到達什么位置時的速度。練習1．用DIS測瞬時速度的實驗中下列器材中必需的是（ ）（A）位移傳感器 （B）光電門傳感器（C）擋光片 （D）配重片練習2．用DIS測瞬時速度的實驗中，擋光片的寬度（ ）（A）越寬越好 （B）越窄越好（C）適當窄些 （D）無所謂光電門發光頭擋光片三．實驗步驟：

1．將位移傳感器的發射器固定在小車上，接收器固定在軌道的右端，將接收器與數據采集器、計算機連接好，使軌道的傾角固定妥當。2．開啟電源，點擊“用DIS測定加速度”。3．點擊“開始記錄”，放開小車使其運動，計算機表格內出現取樣點數據，v-t圖中出現對應的數據點，點擊“數據點連線”，得到v-t圖。

4．移動光標，在圖像上取較遠的兩點A與B，求出它們所在直線的斜率即加速度。

使能產生適當的加速度AB5．多次測量得出加速度的平均值。（保持斜面傾角不變）實驗目的：研究合力與兩個分力的關系。

實驗原理：等效替代

四、研究共點力合成實驗器材：兩個彈簧秤、帶繩套的橡皮筋、圖板、圖釘、白紙、刻度尺、量角器（三角板）

實驗步驟：

1．用兩個彈簧秤互成角度地拉繩套，使橡皮筋伸長到一定的位置，記下結點的位置O，畫出兩繩套的方向，記錄兩彈簧秤示數F1和F2。

2．用一個彈簧秤將橡皮筋拉伸，使結點仍拉到位置O，畫出繩套方向，記錄彈簧秤示數F

3．用相同標度作出F1、F2與合力F’，以F1和F2為鄰邊作出平行四邊形，得到其對角線F’，看F’和F是否完全重合。實驗結論：通過實驗得出，如果用表示兩個共點力F1和F2的線段為鄰邊做平行四邊形，那么合力F的大小和方向就可以用F1、F2所夾的對角線表示。在誤差范圍分力的合成符合平行四邊形定則。要記錄的數據：

結點伸長到的位置。

合力和兩個分力的大小——彈簧秤示數。

合力和兩個分力的方向

——描點記錄細繩方向。

數據處理：

用相同標度作出兩個分力與合力F，用平行四邊形定則作出兩個分力的合力F’，用標度量出F’大小，再比較F’和F。

1NF1=F2=F’F1)彈簧秤事先要調零；水平放時調零；彈簧秤示數要估讀。

2)利用彈簧秤拉橡皮繩時須平行木板，與細線平行；3)拉力應適當大些(誤差讀數誤差可減小)；4)2次拉，拉到同一結點處(效果相同)；5)沿細繩確定拉力方向時，所選的二個定位點應相距遠一點；6)圖示F，F1，F2時必須用同一標度，且線段應取長些；7)分析力的大小、方向變化時，一般采用作圖法。注意事項：0N1231.83N

實驗目的：研究小車在質量不變的情況下加速度與作用力的關系，在受力一定的情況下加速度與質量的關系。實驗器材：小車、鉤碼、小車配重片、帶滑輪的軌道、DIS（位移傳感器等）、天平。

六、用DIS研究加速度與力的關系，加速度與質量的關系實驗原理：控制變量

a.控制小車M不變，F=mg

改變F(即改變m)，研究a與F的關系

b.F不變(即mg不變)

改變M，研究a與M的關系mgF

小車M

鉤碼mF=mg的條件：m＜＜M實驗步驟：（1）用天平測小車的質量。（2）測量鉤碼的重力（作為對小車的拉力）。（或者已知鉤碼的質量）（3）如圖所示，在軌道上放置小車并安裝傳感器，連接線路，將細線連接小車，跨過滑輪系住小鉤碼，釋放小車測定加速度。（4）將上述測得的數據記錄在表格中。（5）保持小車的質量不變，改變鉤碼的大小重復試驗。（6）處理實驗數據（包括畫圖像），歸納得出結論。要點：a.平衡f：先不掛鉤碼，用墊塊墊高軌道。適當改變傾角，直至車勻速下滑。①粗略測：放著車不動，輕推后一直滑下去；②用DIS測V–t圖b.調整滑輪，使牽引小車的繩平行軌道；c.先點擊開始記錄，再釋放小車。盡量讓小車釋放點靠近軌道頂端根據實驗數據，在圖中繪出α－F圖線。

F/Na/m·s-2Oa/m·s-2

F/N

實驗數據：方法一：數據分析：圖像法a－F圖線k=1/Ma－M圖線a－1/M圖線化曲為直實驗結論：小車在質量一定的情況下，加速度與力成正比小車在受力一定的情況下，加速度與質量成反比。誤差分析

a.平衡f的誤差分析：軌道不夠光滑。不掛鉤碼，墊高軌道一側，使小車重力分力與摩擦力平衡

(1)f未平衡/平衡得不夠

(2)f平衡過度F/Na/ms-210①②mgsin

小車M

f九、用dis研究機械能守恒定律實驗目的研究動能和重力勢能轉化中所遵循的規律。實驗原理分別測定擺錘在擺動過程中任意時刻的動能和勢能，研究機械能的總量有什么特點。實驗器材機械能守恒實驗器、DIS（光電門傳感器、數據采集器、計算機等）實驗1：觀察由同一位置釋放的擺錘，當擺線長度不同時，擺錘上升的最大高度。如圖所示，實驗時先卸下“定位擋片”，將擺錘（圓柱形）置于A點，釋放擺錘，觀察它擺到左邊最高點時的位置，用筆記下這個位置，看看這個高度與A點位置是否相同？裝上定位擋片并置于P點位置，它對擺繩有阻擋作用。再次釋放擺錘，同樣觀察擺錘向左擺起的最大高度，記下這個位置。依次將定位擋片下移至Q、R等位置，重復上述實驗。做類似觀察、記錄。從實驗結果可得出什么結論？擺錘

定位擋片

實驗2

將實驗裝置中的光電門傳感器接入數據采集器。測定擺錘在某一位置的瞬時速度，從而求得擺錘在該位置的動能，同時輸入擺錘的高度，求得擺錘在該位置的重力勢能，進而研究勢能與動能轉化時的規律。實驗中A、B、C、D四點高度為0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由計算機默認，不必輸入。若選用其他點，則需測量實際高度并輸入數據。開啟電源，運行DIS應用軟件，點擊實驗條目中的“研究機械能守恒定律”，軟件界面如圖所示：測量擺錘的直徑Δs及其質量m，將數據輸入軟件界面內。把光電門傳感器放在標尺盤最底端的D點，并以此作為零勢能點。擺錘置于A點，點擊“開始記錄”，同時釋放擺錘，擺錘通過D點的速度將自動記錄在表格的對應處。點擊“數據計算”，計算D點的勢能、動能和機械能。依次將光電門傳感器放在標尺盤的C、B點，重復實驗，得到相應的數據。比較上述實驗結果中各位置的機械能，在實驗誤差允許范圍內，看看有什么特點？從中可得出什么結論？實驗結論：在誤差范圍內，只有重力做功時，物體的動能和重力勢能相互轉化，機械能總量不變十、用DIS研究溫度不變時，一定質量的氣體壓強和體積的關系實驗目的探究一定質量的氣體在溫度不變條件下的壓強與體積間關系。實驗器材DIS（壓強傳感器、數據采集器、計算機等）、注射器。實驗原理：控制變量法實驗器材：帶有刻度的注射器、DIS（壓強傳感器、數據采集器、計算機）。

壓強傳感器注射器接數據采集器體積直接讀出實驗步驟：

1．將壓強傳感器接入數據采集器。開啟電源，點擊“研究溫度不變時一定質量的氣體壓強與體積的關系”。2．將注射器與壓強傳感器的測口相連，在數據表格中輸入設定的體積，推拉注射器活塞，使其處于各設定體積時，點擊“記錄數據”自動記錄各壓強值，點擊“數據計算”計算出壓強與體積的乘積值及體積的倒數值。3．點擊“圖線分析”，出現壓強與體積、壓強與體積的倒數的關系曲線。“壓強-體積”關系圖線“壓強-體積倒數”關系圖線誤差分析：

1．溫度變化（不能用手握住注器，移動活塞要緩慢）。

2．氣密性。（活塞涂潤滑油防止漏氣）。

4．外界氣壓P0變化對本實驗沒有影響。3．注射器與壓強傳感器連接處有一定的體積?！队肈IS研究溫度不變時一定質量的氣體壓強與體積的關系》實驗中應保持不變的參量是________；所研究的對象是__________________；它的體積可用_________________直接讀出，它的壓強是由圖中_______________，______________得到。實驗中下列各做法的目的是什么？（1）移動活塞要緩慢，（2）不要用手握住注射器，（3）活塞上涂潤滑油，（4）壓強傳感器與注射器脫開的話要重新做，某同學用同一個注射器做了兩次驗證波意耳定律的實驗，操作完全正確。根據實驗數據卻在p－V圖上畫出了兩條不同雙曲線。造成這種情況的可能原因是（）（A）兩次實驗中空氣質量不同（B）兩次實驗中溫度不同（C）兩次實驗中保持空氣質量、溫度相同，但所取的氣體壓的數據不同（D）兩次實驗中保持空氣質量、溫度相同，但所取的氣體體的數據不同

出現下列情況可能原因是（1）pV乘積逐漸變大，（2）作出的V－1/p圖線如右圖所示，（3）作出的p－1/V圖線如右圖所示，例3：在“研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關系”實驗中，計算機屏幕顯示如下結果：

實驗序號V（mL）p（105Pa）pV（105PamL）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621（1）仔細觀察不難發現，pV值越來越小，造成這一現象的可能原因是（ ）（A）實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力逐漸增大，（B）實驗時環境溫度逐漸升高，（C）實驗時外界大氣壓強發生了變化，（D）實驗時注射器內的空氣向外泄漏。實驗序號V（mL）p（105Pa）120.01.0010218.01.0952316.01.2313414.01.4030512.01.6351（2）試作出適當的圖像驗證定律。1/V0.0500.0560.0630.0710.083p(105Pa)1/V2.01.00

0.020.04

0.06

0.08

0.10（1）根據表中數據，在右圖中畫出該實驗的h－l／V關系圖線。（2）實驗時，大氣壓強P0＝_______cmHg氣體體積V（ml）800674600531500水銀面高度差h（cm）014.025.038.045.0一同學用下圖裝置研究一定質量氣體的壓強與體積的關系，實驗過程中溫度保持不變。最初，U形管兩臂中的水銀面齊平，燒瓶中無水。當用注射器往燒瓶中注入水時，U形管兩臂中的水銀面出現高度差。實驗的部分數據記錄在右表。十一、用單分子油膜估測分子的大小實驗目的估測油酸分子的直徑實驗器材油酸、酒精、滴管、痱子粉、量筒、刻度尺、蒸發皿實驗原理將油膜看成單分子膜。

認為油分子是一個緊挨一個的。

將油分子看作球形。實驗步驟：

1．把已知濃度為A的油酸酒精溶液滴入量筒，記下滴數N，測量總體積V，并計算出每滴溶液中油酸的體積。2．在蒸發皿內盛放一定量的水，再把痱子粉均勻地灑在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開。

3．用透明方格紙測量油膜的面積，計算油酸分子直徑。

可用玻璃蓋在蒸發皿上畫出油膜的輪廓，再把透明方格紙墊在玻璃板下數格子。

注意:必須保證是單分子層。

數據處理：

1．油膜面積：數格子（不足半格的舍去，多于半格的算一格）

S＝nS02．計算一滴油滴體積：V1＝AV/N3．計算分子直徑：d＝V1/S實驗結論測定結果表明，分子直徑d＝＝

。測定結果表明，分子直徑的數量級是10－10m練習2：實驗中下列各做法的目的是什么？（1）已知油酸酒精溶液的濃度保證油膜成單分子膜可計算純油酸的體積計算每滴油酸溶液的體積使油酸膜輪廓清晰（2）把油酸酒精溶液滴入量筒

（3）把痱子粉均勻地灑在水面上

（4）在水面上滴入一滴油酸酒精溶液

十三、用多用表測電阻、電流、電壓[實驗目的]練習用多用電表測電阻、電壓和電流[實驗原理]閉合電路歐姆定律[實驗器材]多用電表、待測電阻、電源、開關、導線若干。調零旋鈕表筆插孔不同量程選擇開關歐姆擋刻度線直流電壓、電流刻度線測電流、電壓：1．接入方式：2．量程選擇：指針在右邊三分之二范圍內較好

3．“+”、“—”接線柱練習：該電路中多用表測得的是_________的電流，電流大小為_________。乙49mA測電阻：1．歐姆表構造：G表、電池、調零電阻；電流從紅表棒流入，從黑表棒流出2．歐姆表原理：閉合電路歐姆定律3．刻度特點：反向，不均勻，無最大值GE,rRgR0Rx中間刻度倍率

=該倍率下歐姆表內阻（）實驗步驟：1．選擇倍率。盡量使指針位于刻度盤的中間

。2．調零：將兩表筆短接，調節調零旋鈕，使指針指到最右邊的0刻度。3．測量：用兩表筆分別接觸待測電阻的兩端6．復位：測量結束后將表筆拔出，并將選擇開頭旋至交流電壓最大量程處（或OFF）。4．讀數：R=刻度盤指針所指刻度