測速度的幾種方法

1、一、利用打點計時器測速一、利用打點計時器測速【例例 1】如圖如圖 829 所示，某同學(xué)在做所示，某同學(xué)在做“研究研究勻變速直線運(yùn)動勻變速直線運(yùn)動”的實驗中，由打點計時器得到一條的實驗中，由打點計時器得到一條表示小車運(yùn)動過程的清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點表示小車運(yùn)動過程的清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為的時間間隔為 T0.10 s，其中，其中s17.05 cm、s27.68 cm、s38.33 cm、s48.95 cm、s59.61cm、s610.26 cm，則，則 A 點處瞬時速度的大小是點處瞬時速度的大小是_m/s，小車運(yùn)動的加速度計算表達(dá)式小車運(yùn)動的加速度計算表達(dá)式_，加速度的大小

2、是加速度的大小是_m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖 829點評：點評：紙帶處理方法：用平均速度計算瞬時速紙帶處理方法：用平均速度計算瞬時速度，用逐差度，用逐差法計算加速度法計算加速度測量原理分析：測量原理分析：例如：如圖所示，是利用頻閃照相研究自由例如：如圖所示，是利用頻閃照相研究自由落體運(yùn)動的示意圖閃光頻率為落體運(yùn)動的示意圖閃光頻率為10Hz的閃光的閃光器拍攝的照片中器拍攝的照片中A球有四個像，像間距離已球有四個像，像間距離已在圖中標(biāo)出，單位為在圖中標(biāo)出，單位為cm，可以計算出，可以計算出A球在球在3位置的速度位置的速度 2m/s 測量原理分析：測量原理分析：勻變速直

3、線運(yùn)動中，中間時勻變速直線運(yùn)動中，中間時刻刻速度速度等于這段時間內(nèi)的平均速度。等于這段時間內(nèi)的平均速度。計算計算 測測出出2，3兩點速度后還可算出兩點速度后還可算出A球下落的加速球下落的加速度，既當(dāng)?shù)刂亓铀俣榷?，既?dāng)?shù)刂亓铀俣萭。二二. .頻閃照相測速頻閃照相測速問題：頻閃攝影是研究變速運(yùn)動常用的手頻閃攝影是研究變速運(yùn)動常用的手段。在暗室中照相機(jī)的頻閃快門處于常段。在暗室中照相機(jī)的頻閃快門處于常開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈的閃光，照亮運(yùn)動的物體，短暫的強(qiáng)烈的閃光，照亮運(yùn)動的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻于是膠片上記錄了物體在幾個閃

4、光時刻的位置。右圖的位置。右圖 是小球自由落下時是小球自由落下時 的頻閃的頻閃照片示意圖，頻閃儀每隔照片示意圖，頻閃儀每隔0.04s閃光一次。閃光一次。如果要通過這幅照片測量自由落體的加如果要通過這幅照片測量自由落體的加速度，可以采取哪幾種方法？（圖中數(shù)速度，可以采取哪幾種方法？（圖中數(shù)字的單位是厘米）字的單位是厘米）00.83.27.112.519.6x1x2x3x4x5例如：例如：“神舟神舟”六號載人飛船發(fā)射時，某記六號載人飛船發(fā)射時，某記者為了拍攝飛船升空的美好瞬間者為了拍攝飛船升空的美好瞬間,采用照相機(jī)采用照相機(jī)的光圈的光圈(控制進(jìn)光量的多少控制進(jìn)光量的多少)是是16，快門（暴光，快門

5、（暴光時間）是時間）是1/60s拍照，得到照片中飛船的高度拍照，得到照片中飛船的高度是是h，飛船上，飛船上“神舟六號神舟六號”四字模糊部分的高四字模糊部分的高度是度是L，已知飛船的高度是，已知飛船的高度是H。由以上數(shù)據(jù)。由以上數(shù)據(jù)可粗略求出拍照瞬間飛船的瞬時速度可粗略求出拍照瞬間飛船的瞬時速度為為 。 測量原理分析：測量原理分析：該測速原理同光電測速器一樣該測速原理同光電測速器一樣，由于，由于“神舟六號神舟六號”四字模糊部分的高度是四字模糊部分的高度是L L，可以算出飛船在可以算出飛船在t=1/60st=1/60s內(nèi)飛行高度為內(nèi)飛行高度為 , ,進(jìn)而由瞬時速度定義式算出，在拍照瞬間飛船的進(jìn)而由

6、瞬時速度定義式算出，在拍照瞬間飛船的速度為速度為 HhLh hHvLtht練習(xí)練習(xí): :如圖所示為一小球作平拋運(yùn)動的閃光照片的一部如圖所示為一小球作平拋運(yùn)動的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長均為分，圖中背景方格的邊長均為5cm5cm，g=10m/sg=10m/s2 2，求：，求：（1 1）閃光頻率；）閃光頻率；（2 2）小球運(yùn)動的初速度的大小；）小球運(yùn)動的初速度的大??；（3 3）小球經(jīng)過）小球經(jīng)過B B點時的速度大小點時的速度大小（4) 4) 拋點坐標(biāo)。拋點坐標(biāo)。 解：設(shè)閃光的周期為解：設(shè)閃光的周期為T,小球在豎直方向做自由落小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動且體運(yùn)動且AB間豎直高度為間豎直高度

7、為3格格,BC間豎直高度是間豎直高度是5格格,時間間隔相等的相鄰兩端位移之差時間間隔相等的相鄰兩端位移之差:s=gT2,即即0.055-0.053=10T2 T=0.1 s頻率頻率f=1/T=1/0.1=10 Hz又又A、B間的水平距離是間的水平距離是3格，所經(jīng)時間是格，所經(jīng)時間是T，且，且x=v0T初速度初速度00.05 3m/1.5/0.1xvsm sT0.05 8/2/22 0.1ACByyvm sm sT22220(1.5)2/2.5/BByvvvm sm s測量原理分析：測量原理分析：三三. .光電門測速光電門測速sLh光電門光電門光電門光電門測出物體經(jīng)過光電門處時的速度？測出物體經(jīng)

8、過光電門處時的速度？ v=d/ t用光電門測量物體速度的方法還能用光電門測量物體速度的方法還能用于哪些實驗？用于哪些實驗？ 0.20.511dvt22dvt測量原理分析測量原理分析：小物快通過光電門時擋光時間小物快通過光電門時擋光時間極短極短,根據(jù)瞬時速度定義式，小物塊通過光電門根據(jù)瞬時速度定義式，小物塊通過光電門1的速度的速度 , 過光電門過光電門2的速度的速度 .若還已知若還已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣犬?dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭和兩個光電門之間的距離和兩個光電門之間的距離L以以及木板與水平面夾角及木板與水平面夾角，則還可測木板表面動摩，則還可測木板表面動摩擦因數(shù)。擦因數(shù)。像打點計時器一樣，光電計時器也是一

9、種研究物體運(yùn)動情況像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖9所示，所示，a、b分別是光電門的分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。從而求出物體經(jīng)過這一位置器就可以顯示物體的擋光時間。從而求出物體經(jīng)過這一位置時的速度時的速度 。現(xiàn)利用圖?，F(xiàn)利用圖10所示裝置測量滑塊和長所示裝置測量滑塊和長lm左右左右的木塊間的動摩擦因數(shù)，圖中的木塊間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，是水平桌面，Q是木板與是木板與桌面的接觸點，桌面的接觸點，1和

10、和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個與之連接的兩個光電計時器設(shè)有畫出。光電計時器設(shè)有畫出。光電計時器 光電門顯示屏00.0ab圖9 N N12LdPQM 10dvt11567cm05101520此外在木板頂端的此外在木板頂端的P點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂點還懸掛著一個鉛錘，讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門端滑下，光電門l、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為為5.010-2s和和210-2s。用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度。用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d，卡，卡尺數(shù)如圖圖尺數(shù)如圖圖11所示。所示。 （1

11、）讀出滑塊的寬度）讀出滑塊的寬度d cm。 （2）滑塊通過光電門）滑塊通過光電門1的速度的速度v1 = m/s，滑塊通過光電門，滑塊通過光電門2的速度的速度v2 = m/s。光電計時器 光電門顯示屏00.0ab圖9 N N12LdPQM 105.0151.02.5四四. .用平拋運(yùn)動測速用平拋運(yùn)動測速axx21by 1cy 20v例例 2.某一平拋的部分軌跡如圖某一平拋的部分軌跡如圖4所示，所示， 已知已知求得求得例如：1.利用平拋運(yùn)動求初速度，實驗裝置如圖所示。根據(jù)下述數(shù)據(jù)驗證動量守恒定律。球落地點與拋出點水平距離為d，平拋高度為H。那么初速度為 。練習(xí)練習(xí)5.(955.(95年高考年高考)

12、 )在研究平拋物體運(yùn)動的實驗中，用一張印在研究平拋物體運(yùn)動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長ll1.25cm1.25cm，若小球，若小球在平拋運(yùn)動中先后經(jīng)過的幾個位置如圖中的在平拋運(yùn)動中先后經(jīng)過的幾個位置如圖中的a a、b b、c c、d d所所示，則小球平拋的初速度的計算式為示，則小球平拋的初速度的計算式為v v0 0( (用用ll、g g表示表示) )，其值是，其值是 (g(g取取9.8m9.8ms s2 2) )dabc解析：由平拋運(yùn)動規(guī)律解析：由平拋運(yùn)動規(guī)律y=gT 2= lx=v0 Tgl2 v0 = x/T=2l /T=代入數(shù)字代

13、入數(shù)字 l = 1.25cm=1/80 m得到得到 v0 =0.70m/s gl20.70m/s 如圖如圖1所示的是在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示所示的是在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差，測出被測物體的速度到的信號間的時間差，測出被測物體的速度.圖圖2中中P1、P2是是測速儀發(fā)出的超聲波信號，測速儀發(fā)出的超聲波信號，n1、n2是是P1、P2由汽車反射回來由汽車反射回來的信號的信號.設(shè)測速儀勻速掃描，設(shè)測速儀勻速掃描，P1、P2之間的時間間隔之間的時間間隔t=1

14、.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是，超聲波在空氣中傳播的速度是v=340m/s.若若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖2求：求：（1）汽車在接收到）汽車在接收到P1、P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進(jìn)的距離；兩個信號之間的時間內(nèi)前進(jìn)的距離；（2）汽車的速度）汽車的速度.五、超聲波測速五、超聲波測速S1-s2超聲波測速儀測量車速測量原理分析：測量原理分析：所以汽車接收到所以汽車接收到P1、P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進(jìn)的兩個信號之間的時間內(nèi)前進(jìn)的距離為：距離為：【解析】從題中的圖【解析】從題中的圖2可以看出，發(fā)出超聲波信號可以看出，發(fā)出超聲波信號P1到接收到到接收到反射信號反射信號n1

15、的時間為：的時間為：11120.430tss111682xvtm2130.330tss 221512xvtm1217xxxm 12110.9522tttts 1217.9/xxvm st此時汽車離測速此時汽車離測速器器距離距離為同樣可求得信號同樣可求得信號P2到接收到反射信號到接收到反射信號n2的時間為的時間為: ，設(shè)汽車運(yùn)行設(shè)汽車運(yùn)行17m的時間為的時間為t，也就是汽車接收到，也就是汽車接收到P1與與P2兩個兩個信號之間的時間間隔，圖信號之間的時間間隔，圖2可知為可知為所以汽車行駛速度所以汽車行駛速度. 由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者接收由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動，使觀察者接收

16、到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。依據(jù)此原理，到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。依據(jù)此原理，速度的測量便轉(zhuǎn)化成了頻率的測量。速度的測量便轉(zhuǎn)化成了頻率的測量。例如：一個觀察者站在鐵路附近例如：一個觀察者站在鐵路附近,測得迎面勻速而來測得迎面勻速而來的火車汽笛聲的頻率為的火車汽笛聲的頻率為f1=440Hz,當(dāng)火車駛過他身旁當(dāng)火車駛過他身旁后后, 測得汽笛聲的頻率降為測得汽笛聲的頻率降為f2=392Hz.運(yùn)用多普勒效應(yīng)運(yùn)用多普勒效應(yīng)可求出火車的速率?？汕蟪龌疖嚨乃俾省?(空氣中的聲速空氣中的聲速v=330m/s)六、六、多普勒效應(yīng)測速法多普勒效應(yīng)測速法1()vffvu2()vffvu1212()

17、19(/ )ff vum sff測量原理分析：測量原理分析：設(shè)汽笛原來的頻率為設(shè)汽笛原來的頻率為f f，火車的速，火車的速率為率為u u，根據(jù)多普勒效應(yīng)當(dāng)火車駛近觀察者時，觀，根據(jù)多普勒效應(yīng)當(dāng)火車駛近觀察者時，觀察者接收到的頻率為察者接收到的頻率為 ，當(dāng)火車駛離觀，當(dāng)火車駛離觀察者時，觀察者接收到的頻率為察者時，觀察者接收到的頻率為 ，由上述兩式解得火車的速率由上述兩式解得火車的速率。 例例6 （2005年高考年高考 上海）一水平放置的圓盤繞豎直固定上海）一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動。在圓盤上沿半徑開有一條寬度為軸轉(zhuǎn)動。在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2mm的均勻狹縫。的均勻狹縫。將激光器與傳

18、感器上下對準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分將激光器與傳感器上下對準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)狹縫經(jīng)過激光器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信狹縫經(jīng)過激光器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖號，并將其輸入計算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖7為該為該裝置示意圖，圖裝置示意圖，圖8為所接收的光信號隨時間變化的圖線。橫為所接收的光信號隨時間變化的

19、圖線。橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號強(qiáng)度，圖中坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號強(qiáng)度，圖中t11010-3s，t20810-3s。七、七、激光傳感器測速激光傳感器測速利用圖利用圖8中的數(shù)據(jù)求中的數(shù)據(jù)求1s時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度；時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度；說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；求圖求圖8中第三個激光信號的寬度中第三個激光信號的寬度t3。解析解析 由圖象得轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動周期由圖象得轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動周期角速度角速度激光器和探測器沿半徑由遠(yuǎn)中心向邊緣移動，（理由為：激光器和探測器沿半徑由遠(yuǎn)中心向邊緣移動，（理由為：由于脈沖寬度逐漸變窄，表明光信號通過狹縫

20、的時間逐漸變小由于脈沖寬度逐漸變窄，表明光信號通過狹縫的時間逐漸變小即圓盤上對應(yīng)探測器所在位置的線速度逐漸增加，因此，激光即圓盤上對應(yīng)探測器所在位置的線速度逐漸增加，因此，激光器向邊緣移動）。器向邊緣移動）。26.28/7.85/0.8rad srad sT0.8Ts設(shè)狹縫寬度為設(shè)狹縫寬度為d，探測器接收到的第，探測器接收到的第i個時距轉(zhuǎn)軸的距離為個時距轉(zhuǎn)軸的距離為ri，第第i個脈沖寬度為個脈沖寬度為激光器和探測器沿半徑的運(yùn)動速度為激光器和探測器沿半徑的運(yùn)動速度為v. 由兩式得由兩式得 點評：激光器、傳感器、計算機(jī)終端顯示技術(shù)都屬于高科技點評：激光器、傳感器、計算機(jī)終端顯示技術(shù)都屬于高科技，但

21、最終解決問題的關(guān)鍵是圓盤的圓周運(yùn)動和激光器沿半徑方，但最終解決問題的關(guān)鍵是圓盤的圓周運(yùn)動和激光器沿半徑方向勻速運(yùn)動的等時性處理問題。向勻速運(yùn)動的等時性處理問題。 。2iidtTr 3221rrrrvT212111()2dTrrtt323211()2dTrrtt33312333121.0 100.8 100.67 1022 1.0 100.8 10tttsstt 例例(2000年全國高考題年全國高考題)一輛實驗小車可沿水平地面一輛實驗小車可沿水平地面(圖中紙圖中紙面面)上的長直軌道勻速向右運(yùn)動。有一臺發(fā)出細(xì)光束的激光器上的長直軌道勻速向右運(yùn)動。有一臺發(fā)出細(xì)光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺裝在小轉(zhuǎn)臺M上，到

22、軌道距離上，到軌道距離MN為為d=10m，如圖，如圖2所示。轉(zhuǎn)所示。轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時間臺勻速轉(zhuǎn)動，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時間T=60s，光速運(yùn)動方向如圖中箭頭所示。當(dāng)光速與，光速運(yùn)動方向如圖中箭頭所示。當(dāng)光速與MN的夾角的夾角為為45時，光束正好射到小車上。時，光束正好射到小車上。如果再經(jīng)過如果再經(jīng)過t=2.5s光束又射到小光束又射到小車上，則小車的速度多大？車上，則小車的速度多大？(結(jié)果保結(jié)果保留兩位數(shù)字留兩位數(shù)字) 八、八、激光掃描測車速激光掃描測車速 解析：在解析：在t內(nèi)，光束轉(zhuǎn)過的角度內(nèi)，光束轉(zhuǎn)過的角度如圖有兩種情況：（如圖有兩種情況：（1

23、）當(dāng)光束照射小車時，小車正接近）當(dāng)光束照射小車時，小車正接近N點，點，則光束與則光束與MN的夾角由的夾角由45變?yōu)樽優(yōu)?0，故車速故車速 （2）當(dāng)光束照射小車時，小車正在遠(yuǎn)）當(dāng)光束照射小車時，小車正在遠(yuǎn)離離N點，則點，則t內(nèi)光束與內(nèi)光束與MN的夾角由的夾角由45變?yōu)樽優(yōu)?0，故車速，故車速 點評：此題的情景設(shè)計獨具匠心，只有突破兩大障礙：即點評：此題的情景設(shè)計獨具匠心，只有突破兩大障礙：即空間位置的對稱性及空間位置的對稱性及t時間應(yīng)為光束與小車兩次相遇的時時間應(yīng)為光束與小車兩次相遇的時間，才能順利求解。本題旨在考查學(xué)生獲取信息和消化信間，才能順利求解。本題旨在考查學(xué)生獲取信息和消化信息的能力，

24、達(dá)到培養(yǎng)思維的發(fā)散性和嚴(yán)密性。息的能力，達(dá)到培養(yǎng)思維的發(fā)散性和嚴(yán)密性。 =36015tT11(tan45tan30 )1.7/Ldvm stt22(tan60tan45 )2.9/Ldvm stt測量原理分析：測量原理分析： 例例(1999年上海高考題年上海高考題)為了測定某輛轎車在平路上起動為了測定某輛轎車在平路上起動時的加速度時的加速度(轎車起動時的運(yùn)動可近似看做勻加速運(yùn)動轎車起動時的運(yùn)動可近似看做勻加速運(yùn)動)，某，某人拍攝一張在同一底片上多次曝光的照片，如人拍攝一張在同一底片上多次曝光的照片，如3所示。如果所示。如果拍攝時每隔拍攝時每隔2秒曝光一次，轎車車身總長為秒曝光一次，轎車車身總長

25、為4.5m，那么這輛，那么這輛轎車的加速度為轎車的加速度為() A、1m/s2B、2m/s2C、3m/s2D、4m/s2 九、九、攝影曝光測車速攝影曝光測車速 解析：因車身長度解析：因車身長度4.5m，從圖中可看出每一大格表示，從圖中可看出每一大格表示1.5m，(右側(cè)右側(cè))每一小格為每一小格為0.3m，這樣從比例的角度，可算得兩段距，這樣從比例的角度，可算得兩段距離離S1=12.0m和和S2=20.1m，則，則 故正確選項為故正確選項為(B)。 點評：此題是應(yīng)用攝影曝光的方法解決實際問題的題目點評：此題是應(yīng)用攝影曝光的方法解決實際問題的題目，具有鮮活的物理情景，能否將物理學(xué)的方法靈活應(yīng)用于生，

26、具有鮮活的物理情景，能否將物理學(xué)的方法靈活應(yīng)用于生活是關(guān)鍵，同時也對識圖、用圖能力提出了較高的要求。一活是關(guān)鍵，同時也對識圖、用圖能力提出了較高的要求。一旦揭開謎底，發(fā)現(xiàn)用到的物理知識卻是如此的旦揭開謎底，發(fā)現(xiàn)用到的物理知識卻是如此的“樸素樸素”，這，這種把種把“高起點低落點高起點低落點”、“低知識高能力低知識高能力”有機(jī)結(jié)合到同一有機(jī)結(jié)合到同一題目之中，堪稱絕妙。題目之中，堪稱絕妙。 2212/SSSam sTT測量原理分析：測量原理分析：例例5 （2002年高考年高考 上海）如圖上海）如圖6所示為一實驗小車中利所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置的示意圖，為光源，用光電脈沖測

27、量車速和行程的裝置的示意圖，為光源，為光電接收器，、均固定在車身上，為小車的車為光電接收器，、均固定在車身上，為小車的車輪，為與同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時，發(fā)出的光輪，為與同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時，發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被接收束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單并轉(zhuǎn)換成電信號，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計脈沖數(shù)為，則要測出小車，累計脈沖數(shù)為，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量或數(shù)據(jù)是的速度和行程還必須測量的物理量或數(shù)據(jù)是_車輪半車輪半r和齒和齒輪

28、齒數(shù)輪齒數(shù)P；小車速度的表達(dá)式為；小車速度的表達(dá)式為v_；行程的表達(dá)式為行程的表達(dá)式為s_。十、十、光電脈沖測速光電脈沖測速。要求齒輪邊緣的線速度，即車速，還須測出要求齒輪邊緣的線速度，即車速，還須測出C的半徑的半徑R，這樣小車的速度為這樣小車的速度為解析解析 A點發(fā)出的光束經(jīng)齒輪間隙變成脈沖光信號，因此脈沖數(shù)點發(fā)出的光束經(jīng)齒輪間隙變成脈沖光信號，因此脈沖數(shù)目與齒輪數(shù)目與齒輪數(shù)p有關(guān)；由有關(guān)；由n和和p可以確定出單位時間內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)為可以確定出單位時間內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)為依次可以得出齒輪的角速度依次可以得出齒輪的角速度由于累計圈數(shù)為由于累計圈數(shù)為，故行程為故行程為。點評：本題貼近實際生活，實用性強(qiáng)。

29、解決本題的關(guān)鍵在點評：本題貼近實際生活，實用性強(qiáng)。解決本題的關(guān)鍵在于抓住與小車速度相關(guān)的物理量（車輪轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速于抓住與小車速度相關(guān)的物理量（車輪轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速n與車輪與車輪半徑半徑R），對此進(jìn)行分析，并利用運(yùn)動學(xué)基本公式求解），對此進(jìn)行分析，并利用運(yùn)動學(xué)基本公式求解。測量原理分析：測量原理分析：十一十一. .旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒測速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒測速 (21)dvn0,1,2,3.n 例例(1999年上海保送生測試題年上海保送生測試題)為了測量列車運(yùn)行的速度和加速度的為了測量列車運(yùn)行的速度和加速度的大小，可采用圖大小，可采用圖4的裝置，它是由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)磁體的裝置，它是由一塊安裝在列車車頭底部的強(qiáng)

30、磁體和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測量記錄儀組成(記錄測量儀未記錄測量儀未畫出畫出)。當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，就。當(dāng)列車經(jīng)過線圈上方時，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來，就能求出列車在各位置的速度和加速度。如圖能求出列車在各位置的速度和加速度。如圖4-1所示，假設(shè)磁體端部所示，假設(shè)磁體端部磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B=0.004T，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面相垂直，磁，且全部集中在端面范圍內(nèi)，與端面相垂直，磁體的寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù)體的寬度與線圈寬度相同，且都很小，線圈匝數(shù)n=5，長，長L=0.2m，電阻電阻R=0

31、。4(包括引出線的電阻包括引出線的電阻)。測試記錄下來的。測試記錄下來的I-s圖，如圖圖，如圖4-2所示。所示。(1)試計算在離試計算在離O(原點原點)30m、130m處列車的速度處列車的速度v1和和v2的大小。的大小。(2)假設(shè)列車做的是勻加速直線運(yùn)動，求列車加速度的大小。假設(shè)列車做的是勻加速直線運(yùn)動，求列車加速度的大小。 十二十二. .用電流計測速用電流計測速解析：由電磁感應(yīng)解析：由電磁感應(yīng)=nBLv和閉合電路歐姆定律和閉合電路歐姆定律 有有 從圖像可知從圖像可知30m、130m處所對應(yīng)的電流強(qiáng)處所對應(yīng)的電流強(qiáng)度分別為度分別為I1=0.12A、I2=0.15A，故所對位置的速度分別為，故所對位置的速度分別為 由運(yùn)動學(xué)公式易得由運(yùn)動學(xué)公式易得 點評：本題是以鐵路營運(yùn)、列車提速問題為背景的信點評：本題是以鐵路營運(yùn)、列車提速問題為背景的信息給予題，注重對學(xué)生閱讀分析能力、識圖觀察能力以及息給予題，注重對學(xué)生閱讀分析能