1.3(2)数字信息系统

数字信息系统——DIS
概念部分：
DIS是数字化信息系统的简称
DIS实验：基本结构：传感器_→_数据采集器_→_计算机
DIS可以测量：距离、位移、力、速度、温度、压强、电压、电流等物理量
实验要点
（一）用DIS测定位移
（1）将位移传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在轨道右端（轨道稍倾斜，使小车能做匀速直线运动），将数据采集器相连。

（2）开启计算机和数据采集器电源，运行DIS应用软件，选择“教材专用”点击实验条目中的“测量运动物体的位移和速度”，出现相应的界面。

（3）点击“开始记录”，放开小车使其运动，计算机界面的表格内，将出现小车的位移随时间变化的取样点数据，同时在s-t图中将出现对应的数据点，从点的走向可大致看出小车位移随时间的变化的规律。

（4）点击“数据点连线”，得出位移随时间变化的曲线。

（5）改变轨道的倾角，重复实验，观察不同形状的图线与小车运动状态的关系。

小车做变速直线运动时，对应的图线是怎样的？
（二）用DIS测变速直线运动的平均速度
（1）实验装置同（一），按照前述学生实验的步骤，使载有位移传感器发射器的小车做变速直线运动，获得的s-t图界面。

（2）点击“选择区域”，取A、D两点，图中直角三角形水平边为两点的时间间隔△t，竖
直边为两点位移的变化量△s，其斜边的斜率
s
t
∆
∆即为平均速度值，实验下方速度窗口
中将显示该速度的值。

（3）将类似于上述实验界面图中“AD”“AC”“AB”选定为研究区域，观察实验界面下方速度窗口中显示的数据，并将数值填入表格内。

（四）用DIS测变速直线运动的瞬时速度
（1）将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端，使固定有挡光片的小车能够顺利通过并能挡光。

（2）开启电源，运行DIS应用软件，点击实验条目中的“用DIS测定瞬时速度”，出现相应软件界面。

（3）点击“开始记录”，依次将与软件中△s对应的挡光片固定在小车上，让小车从轨道的同一位置由静止开始下滑，分别记录下四次挡光的时间，DIS实时计算出小车通过光电门时的平均速度。

（4）将上述实验数据填入表格中：
（四）用DIS测定加速度
[实验目的]
测定沿轨道下滑小车的加速度。

[实验原理]
利用位移传感器测出运动物体的位移随时间的变化关系，进行数据处理得到s-t图的斜
率v随时间的变化关系，即得到v-t图，根据
v
t
a∆
∆
=
得到运动物体的加速度。

[实验器材]
小车、轨道、量角器、位移传感器、数据采集器、计算机。

[实验步骤]
（1）将位移传感器与数据采集器相连。

并将轨道垫高。

（2）开启电源，运行DIS 应用软件，点击实验条目中的“用DIS 测定加速度”，出现相应的实验界面。

（3）点击“开始记录”并释放小车，得到v-t 图像。

（4）观察得到小车在轨道上运动的v-t 图线，思考分析速度随时间的变化规律。

（5）点击“选择区域”，移动光标，在图像上取相距较远的两点A （t1，v1）与B （t2，v2），
求出它们所在直线上的斜率，即可求出加速度，即
2121
v v v
t
t t a -∆∆-=
=
，并记录a 1=_____m/s 2。

（6）不改变轨道的倾角，重复实验，多次（5次）测量加速度a 值，并做好相应的记录。

a 2=______m/s 2
，a 3=______m/s 2
，a 4=______m/s 2
，a 5=______m/s 2。

回家作业
1.用DIS 测瞬时速度的实验中下列器材中必需的是（ ）
（A ）位移传感器 （B ）光电门传感器
（C ）挡光片 （D ）配重片 2.用DIS 测瞬时速度的实验中，挡光片的宽度（
）
（A ）越宽越好
（B ）越窄越好
（C ）适当窄些 （D ）无所谓
3.DIS 是 的简称，他的基本结构为 ， ，
4.在实验中得到小车做直线运动的s -t 关系如图所示。

（1）由图可以确定，小车在AC 段是_________运动；
DE 段是_________运动
（2）在与AB 、AC 、AD 对应的平均速度中，最接近小车
在A 点瞬时速度的是_________段中的平均速度
5.用DIS 实验研究小车位移和时间的关系时，将位移传感器的 __________部分固定在小车上，_________部分固定在轨道右端，并将它与____________相连。

实验中得到如图所示的图线，则AB 段的平均速度大小为________m/s 。

6.在研究匀速直线运动的位移—时间关系的DIS 实验中，得
出运动小车的s -t 图如图所示，从图中可知，小车运动的
方向是__________（填靠近或远离）运动传感器的接收部分，在s -t 图上0—0.2 s 之间的一段水平直线表示__________，从图中可以看出，1.0 s 时小车与开始计时点的距离约为__________m 。

1.50 s (m)
1.00
0.50 t (s)
0 0.50 1.00 1.50 2.00
7.在用DIS 测定小车刹车时加速度的实验中，根据实验数据得到的速度图像如图所示。

由该图像可求出小车加速度的大小为a ＝_______m/s 2
8.用DIS 研究物体运动的s -t 图，用的是_______传感器，其发射装置应装在_______上，接收装置应装在_______上。

实验得到的s -t 图如图所示，可知小车的运动方向是_______（填“靠近”可“远离”）传感器的固定部分，1.0s 时小车离初始计时点距离为_______m 。

9、有位同学利用DIS 实验这样来测小车的加速度：他做了一个U 字型遮光
板，遮光片a 宽度为5mm ，两遮光片
间的透光部分距离b 为10cm ，如图所示。

将此遮光板装在小车上，实验时测得遮光时间如下表，则小车的加速
度约为________。

要提高测量的精确度，可以采取的方法是____________________。

10.利用现代信息技术进行的实验叫做DIS 实验，DIS 由 传感器、__________和____________组成．如图所示为“用DIS 测变速直线运动的瞬时速度”实验的装置图，图中①所示的器材为
：
（ ）
A ．位移传感器．
B ．速度传感器．
C ．时间传感器．
D ．光电门传感器．
a b a。