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实验一研究几种不同的直线运动 ● 实验目的
   了解几种不同直线运动的位移-时间图像。
● 实验原理
   应用位移传感器记录匀速直线运动、加速直线运动、减速直线运动的在不同时刻的位置，并画出位移时间图象。位移传感器原理：位移传感器由发射器和接收器两个部分组成，发射器同时发射出一组红外信号和超声波信号，接收器通过计算接收到的光信号和声波信号的时间差来计算其与发射器之间的距离。
● 实验器材
   金华科数字化实验系统、仿真物理实验室、数据采集器、计算机、位移传感器、电脑、滑轨、小车。
● 实验装置图

图 1-1

● 实验步骤
   1.将位移传感器接收模块与数据采集器相连接(接入第一通道)，数据采集器通过USB与电脑相连。
   2.将位移传感器的发射端与小车固定，并将发射窗口正对位移传感器的接收端窗口(如图1-1所示)。
   3.调节轨道的倾斜度，使小车能以很小的初速度近似匀速的沿轨道缓慢下滑，用此倾斜轨道的方法来抵消小车与轨道间的摩擦力。
   4.打开金华科数字化实验室软件平台，设置通道1的传感器名称为“位移传感器”。
   5.开始将小车放置在离位移接收模块约15cm处。
   6.点击软件平台的“开始”按钮，并进行调零(点击“通道1”视窗上方的“!”按钮即可)。
   7.向下迅速推动小车，当小车运动到底端时，点击“停止”按钮，在“通道1”视窗中画出了如图1-2的位移-时间图线。
   8.将轨道的倾角增大。
   9.重复实验步骤5、6、7，描绘出如图3的位移-时间图线。
   10.将小车放置在斜面的底端，点击“开始”按钮，将小车以一定的初速度向上自由移动。
   11.当小车回到出发点后，点击“停止”按钮，便得到了如图1-4的位移-时间图线。
● 实验数据分析

   1. 第一种情况，图1-2的位移-时间图线近似为一条直线，说明小车在相同时间内运动了相同的位移，近似为匀速直线运动；
   2. 第二种情况，小车的运动明显是越来越快，它的位移时间图像是一个斜率越来越大的曲线，从图1-3中可以取相等时间，发现它的位移是越来越大，与运动情况相符合。根据力学分析，小车做的是近似匀加速直线运动。
   3. 第三种情况，是小车先向上做速度越来越小的运动，后做向下速度越来越大的运动。从图1-4中可以看出，小车先做减速直线运动，后做加速直线运动。减速区间的位移曲线和加速区间的位移曲线是不对称的，这是因为在两个区间中摩擦力的方向是不同的，因此在斜面方向上的合力不同。

图 1-4

● 利用仿真物理实验室建立这几种直线运动的物理模型，分析几种运动的位移及速度，随时间的变化规律（如图1-5所示）。

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