数字化物理实验演示ppt课件

1、测定位移、速度和加速度
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车轮置于 导槽内
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铜螺母置于 导向槽内
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力学轨道系统可应用于运动物体的平均速度测量等实验
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研究变速直线运动的 s－t 图
采集器连接 计算机
导轨
发射器
位小移车传感器
位移传感器的发射器固定在小车上， 接收器固定在轨道一端。
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接收器连 接 采集器
电源开关
位移传感器
第1组数据
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改变质量，得到第二组数据
保持外力不变，多次改变小车质量，
得到第2组数据
外力不变
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改变质量，得到第三组数据
第3组数据
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改变质量，得到第四组数据
第4组数据
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改变质量，得到第五组数据
第5组数据
点击“a－M 图像”
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拟合图线
这是一条曲线，为了直观地分 析，可以取倒数，“化曲为直”。
点击“a－1/M 图像”按钮， 得到a－1/M 图线。
能够实时描绘运动物体的轨迹
能够实时记录下运动物体在平面 坐标系内的坐标
能够对坐标值进行数据处理，数 学分析，完成实验教学
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二维运动传感器
接收器
发射器
接收头R1
接收头R2
同时接收超声波信号
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按固定间隔，发射 超声波信号。
三角定位算法
Y
分别测量发射器到 两个接收头R1 、R2 的距离L1、L2。
接收器
黄色区域： 手工输入F、M
白色区域：
计算机自动记 录加速度值
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1、研究加速度与外力的关系
• 释放小车 • 得到 v－t 图
手工输入外力F
质量M
（包括所有部件）
手工输入质量M
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得到第一组数据
选择区域 得到第1组数据
计算机自动输入
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改变外力，得到第二组数据
保持小车质量不变，多次改变外力
得到第2组数据
使磁传感器的读数为 况下，传感器调零。
正值。
人工输入：测量距离
磁感强度测量值
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实验步骤
螺线管
磁传感器
传感器的“0”刻度线与螺线管对齐。 以每次0.5厘米的间隔推入螺线管内部， 并点击“记录数据” 。
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均匀的磁场
点击“绘图”，显示螺线管 内部磁场强度分布. 图线 。
DIS 实验 演示与操作
赵恺 上海市中小学数字化实验系统研发中心
山东省远大网络多媒体股份有限公司
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实验列表
1、运动物体的位移、速度、加速度 2、牛顿第二定律 3、平抛运动 4、小灯泡的伏安特Hale Waihona Puke Baidu曲线 5、通电螺线管的磁场分布 6、电容充放电 7、电源电动势和内阻 8、动量定理（变力） 9、法拉第电磁感应定律（切割） 10、法拉第电磁感应定律（感应） 11、安培力 12、向心力研究 .
如何形成的？电落阻。增大，电流也相应回
浪涌电流对电灯有害。
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寻
灯丝电压（电阻增大，电压
上升）
（若电阻不变）
找
形
成 的
（若电阻不变）
灯丝电流（电阻增大，电流 A B C下降）
原
电压
因
C B
A
电流
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利用三个界面，同时观察 物理量的小灯变瞬化间过点亮程，。对灯丝的冲击
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5、观察电容充放电现象
电学 源生
发射器
接收器
连接采集器
• 传感器的作用：测量小车运动的距离。 • 实验完毕，注意关闭电源。
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注 意：
1、手不要进入发射器与接收器之间， 以免影响信号传输。
2、各组实验可能会有干扰。
3、避免气流扰动（空调、电风扇、 气垫导轨等）。.
接入传感器后，自动弹出该传感器对应的窗口。 传感器窗口标题栏显示出了该传感器所属的数据 通道序号、类别、物理量量程及单位
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点击进入组合 图线窗口
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点击选择图线2 通过拟合图线方程读出 斜率，即加速度a
点击拟点点合击击按线拟其键性合他，拟，处选合选理择择，拟选合择方求程导 点击选择区. 域按键，选择有效区域
2、牛顿第二定律
利用计算机绘制 a-F 图和 a-M 图线
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通过从V-t图求加速度实验平衡摩擦力
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求加速度
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4、小灯泡U-I曲线描绘
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小灯泡U-I曲线描绘
使用电流、电压传感器
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电路连接
电流传感器
电压传感器 灯
滑动电阻器
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实验步骤
• 点击“开始记录” 和“传感器调零” 。 • 接通电源，点击“记录数据”，将一组电压、电
流值记录在软件的表格中。 • 以适当的电流间隔，改变小灯泡的电流，同时点
击“记录数据”，记录不同电流以及对应的电压 值 。额定电流较大的小灯泡，间隔可相应增大。
间隔0.02A
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• 点击“数据计算”，计 算出小灯泡电阻的大小。
• 点击“绘图”，显示电 压与电流的关系图线 。
对应的小灯泡依次为： 6.3V0.15A 6.3V0.42A 6V5W
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通用软件测 U – I 曲线
U I
电阻值随电压升高而增大
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实验中的怪现象
电压
快速拨动滑动变阻器，
？ 瞬间改变电路电流。
电流
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分别显示电压、电流
电压 电流
产生浪涌电流的原因： 灯丝的冷电阻很小，当 电压瞬间升高时，灯丝的 升温需要有一个过程，在 这一瞬间通过灯丝的电流 很大，这就是浪涌电流； 浪涌电流 随即灯丝温度急剧上升，
{ R1（x1，y1）
L12=(X－X1)2+(Y－Y1)2 L22=(X－X2)2+(Y－Y2)2
R2（x2，y2）
L1
L2
T（x，y）
发射器
0
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X
接收器
二维运动 传感器
发射器
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对应的实验数据
实测图像
改变采集频率
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点击Y，显示 竖直方向的分 运动
点击X，显示 水平方向的分 运动
二次函数拟合
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off
电 压
传
感
器
多量程电流传感器 20mA
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点击下拉菜单， 选择200
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拨动开关
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6、研究通电螺线管的磁感应强度
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实验装置
U＜6V
磁传感器
10Ω
• 螺线管串接10Ω 电阻器接入稳定
的直流电源（电
压小于6V）。
• 传感器使用前需 预热3分钟。
传感器的作用： 测量磁场的强. 度
调节电源的正负极， 螺线管不通电的情
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改变外力，得到第三组数据
第3组数据
改变外力
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改变外力，得到第四组数据
第4组数据
改变外力
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改变外力，得到第五组数据
第5组数据
改变外力
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改变外力，得到第六组数据
第6组数据
改变外力
点击“a－F 图像”
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拟合图线
得到加速度 a 和外力 F 图线
理想的实验结果：直线应当通过原点
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2、研究加速度与质量的关系
得到加速度 a 与质量 M 图线 点击“a－1／M 图像”
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拟合图线
得到加速度a与质量M的倒数 成正比的 图线
理想的实验结果：直线应当通过原点
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3、平抛运动
平抛运动实验器
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二维平抛运动实验器
光电门
平抛运动
d
压电陶瓷片
实验特色：
通过测量小球的初速度、飞行时间、落地距 离等数据研究平抛运动
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二维运动实验系统特色：