中学生物理实验数字化DIS实验研究

中学物理实验报告

实验名称数字化（DIS ）实验研究班级姓名

学号实验日期2013/4/28同组人

一、实验目的

1、熟悉DIS的使用方法，熟练DIS的操作步骤要领；

2、明确DIS实验的原理，能够感知实验的设计过程；

3、参与DIS的操作过程，获得实验的体会；

4、在实验过程中探讨教学方法，提高自己的教学技能；

二、实验过程

实验一：摩擦力

（1）实验器材

朗威?DISLab数据采集器、力传感器、配重块、摩擦力实验器、

计算机、砝码、弹簧测力计。

（2）实验操作

1、将力传感器接入数据采集器，并与摩擦力实验器相连。

2、点击教材专用软件主界面上的实验条目“用DIS研究摩擦

力与哪些因素有关”，打开该软件。

3、点击“开始记录”，对传感器进行软件调零。

图26-1研究摩擦力与哪些4、选择摩擦力大的滑块，打开摩擦力实验器电动机电源开关，

使滑块下底板在电动机的牵引下由静止状态变为匀速运动状态过程，点击“停止记

录”，观察实验曲线。

5、选择100g的滑块，重复上述操作，得到滑动摩擦力与时间的关系。

6、将实验获得的f-t图线置于显示区域中间，点击“选择区域”，选择需要研究的一段

f-t图线即可得到相应的摩擦力数值。

7、在100g滑块上添加不同质量的砝码，重复实验后得到一组摩擦力数据。

8、点击“Ff-Fn图像”，得到一组数据点，对数据点进行“直线拟合”，总结摩擦力与

正压力的关系。

（3）实验数据

（最大砝码由静止变匀速）（“选择区域”相应摩擦力数值）

（一组不同质量砝码摩擦力数据）

由实验数据可知：摩擦力随着正压力的变大而变大，所以摩擦力与正压力成正比

实验二：气体压强与体积的关系及烛光光强的测定

（1）实验目的

1、了解气体压强与体积的关系；

2、研究烛光的光强。

（2）实验原理

在使用“cd”（坎德拉）作为光强单位之前，“烛光”曾经作为

光强度的标准计量单位被使用多年。探照灯、照明弹等都以“×

图13-1气体压强与体积关系实

×万烛光”来说明其亮度。尽管我们日常使用的蜡烛与定义“烛

光”时使用的蜡烛不同，但探究一下其发光强度是有一定意义的。

（3）实验器材

朗威?DISLab 数据采集器、压强传感器、注射器、计算机、火柴、激光笔、普通照明蜡 烛、光强度传感器。

（4）实验操作

（一）气体压强与体积的关系

1、将压强传感器接入数据采集器。点击通用软件。

2、点击“开始记录”，观察压强传感器实时测得的大气压强值。

3、把气球置于初始位置，并将气球口压强传感器前端软管紧密连接，确保其气

密性。

4、点击“记录数据”，记下此刻压强值，不断挤压气球，实时记录。

5、把气球挤破，记下此时压强值。

6、返回主页面，点击教材专用软件主界面上的实验条目“气体压强与体积的关

系”，打开该软件。

7、点击“开始记录”，观察压强传感器实时测得的大气压强值。

8、把注射器活塞置于初始位置（本次实验为11ml 处），并将注射器与压强传感

器前端软管紧密连接，确保其气密性。

9、在软件窗口下方的表格中输入活塞初始位置对应的气体体积值。点击“记录数

据”，记录下此刻的压强值。

10、连续改变注射器活塞的位置使气体体积发生变化，将变化后的体积值输入到

表格中，同时记录该体积对应的压强值，获得多组数据。点击“数据计算”对表

格中数据进行计算。

11、点击“P-V 绘图”，根据已有数据点绘出“压强-体积”关系图线。

12、点击“P-1/V 绘图”，绘出“压强-体积倒数”关系图线。

注意：点击“清屏”按钮，可清除已绘制的图线；如实验数据有误，可点击“清除本

次数据”，重新进行实验；读取体积数据时，应考虑到软管中气体的体积（约1ml ）； 因绘出的图线是基于数据点拟合得来，所以“P-V ”数据少于三组时，点击“绘图”后

只出现数据点，不能绘出相应的图线。

（二）烛光光强的测定

1、将光强分布传感器接入数据采集器；

2、保持烛光与光强分布传感器的距离为32cm 不变，点亮一支蜡烛，待其烛光稳

定后，得到光强度图线；将蜡烛的数量依次增加到两支、三支和四支，分别得

到光强度图线。

3、比较可见：随着烛光数量增多，光强度在增强。

注意：本实验是在暗室中完成的。

（5）实验数据

（P-V 图）（P-V

1图）

由图示和数据可知：：压强与体积的倒数成正比

（烛光光强图线）

实验三：乐声与噪声波形

（1）实验目的：观察噪声波形

（2）实验原理：噪声是发声体无规则振动时发出的声音。

（3）实验器材：朗威?DISLab、计算机、声波传感器。

（4）实验过程与数据分析

1、将声波传感器接入数据采集器第一通道；

2、用书本敲打桌子，唱歌，播放音乐等；

3、记录实验波形，分析原因。

（5）实验数据

（尖叫声波形）（唱歌波形）

我们小组做了尖叫声与音乐声的波形比较，发现尖叫声波形无规则，而音乐声没有尖叫声起伏那么大和突然，所以人们在听音乐时不会觉得像尖叫那么刺耳。

实验四：通电螺线管的磁感强度测量

（1）实验目的：观察通电螺线管内部磁感应强度大小，并研究其分布规律。

（2）实验原理：通电螺线管产生磁场，其方向符合右手螺旋定则。

（3）实验器材：朗威?DISLab、计算机、螺线管、稳压电源、

直尺、导线等。

（4）实验步骤

1、将磁传感器接入数据采集器；

2、螺线管接入6V稳压电源，水平放置在桌面上。调节磁

传感器的高度使其探管正好在螺线管的轴心线上通过；

3、打开“计算表格”，调节磁传感器探管前沿与螺线管一

端相距1cm；

4、增加变量“s”表示磁传感器移动的相对距离，记录当前

磁感强度值，输入s值为“0”；

5、将磁传感器向螺线管内每次移动0.5cm，输入s值并记录

对应的磁感强度数据；

6、打开“组合图线”，选择X轴为“s”、Y轴为“B1”，基于已获得的实验数据，得

到通电螺线管内部的磁感应强度与相对距离关系图线；

7、点击“锁定”，锁定当前图线；将电源电压调整为3V（改变通过螺线管的电流强度），重复步骤3-6，得到另一条图线，比较二条图线的异同；图76-1实验装置

结论：随着烛光数量增多，光强度在增强

实验操作中要求烛光与传感器相距32cm 处，但实际实验中32cm处电脑上数据无变化，分析原因是因为实验不是在暗室中进行自然光影响实验，故选取10cm处进行实验。