測(cè)速度的幾種方法

1、一、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速一、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)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(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到一條的實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到一條表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為的時(shí)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(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是_m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)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(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：紙帶處理方法：用平均速度計(jì)算瞬時(shí)速紙帶處理方法：用平均速度計(jì)算瞬時(shí)速度，用逐差度，用逐差法計(jì)算加速度法計(jì)算加速度測(cè)量原理分析：測(cè)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(dòng)的示意圖閃光頻率為落體運(yùn)動(dòng)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(gè)像，像間距離已球有四個(gè)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(jì)算出，可以計(jì)算出A球在球在3位置的速度位置的速度 2m/s 測(cè)量原理分析：測(cè)量原理分析：勻變速直

3、線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻刻速度速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。計(jì)算計(jì)算 測(cè)測(cè)出出2，3兩點(diǎn)速度后還可算出兩點(diǎn)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铀俣榷龋犬?dāng)?shù)刂亓铀俣萭。二二. .頻閃照相測(cè)速頻閃照相測(cè)速問(wèn)題：頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的手頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)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(shí)間發(fā)出一次開狀態(tài)，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈的閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，短暫的強(qiáng)烈的閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃

4、光時(shí)刻的位置。右圖的位置。右圖 是小球自由落下時(shí)是小球自由落下時(shí) 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(guò)這幅照片測(cè)量自由落體的加如果要通過(guò)這幅照片測(cè)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(hào)載人飛船發(fā)射時(shí)，某記六號(hào)載人飛船發(fā)射時(shí)，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(shí)間）是時(shí)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(hào)神舟六號(hào)”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(shí)速度可粗略求出拍照瞬間飛船的瞬時(shí)速度為為 。 測(cè)量原理分析：測(cè)量原理分析：該測(cè)速原理同光電測(cè)速器一樣該測(cè)速原理同光電測(cè)速器一樣，由于，由于“神舟六號(hào)神舟六號(hào)”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(shí)速度定義式算出，在拍照瞬間飛船的進(jìn)而由

6、瞬時(shí)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(dòng)的閃光照片的一部如圖所示為一小球作平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)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(dòng)的初速度的大小；）小球運(yùn)動(dòng)的初速度的大小；（3 3）小球經(jīng)過(guò)）小球經(jīng)過(guò)B B點(diǎn)時(shí)的速度大小點(diǎn)時(shí)的速度大?。?) 4) 拋點(diǎn)坐標(biāo)。拋點(diǎn)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(dòng)且體運(yùn)動(dòng)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(shí)間間隔相等的相鄰兩端位移之差時(shí)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(shí)間是格，所經(jīng)時(shí)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(cè)量原理分析：測(cè)量原理分析：三三. .光電門測(cè)速光電門測(cè)速sLh光電門光電門光電門光電門測(cè)出物體經(jīng)過(guò)光電門處時(shí)的速度？測(cè)出物體經(jīng)

8、過(guò)光電門處時(shí)的速度？ v=d/ t用光電門測(cè)量物體速度的方法還能用光電門測(cè)量物體速度的方法還能用于哪些實(shí)驗(yàn)？用于哪些實(shí)驗(yàn)？0.20.511dvt22dvt測(cè)量原理分析測(cè)量原理分析：小物快通過(guò)光電門時(shí)擋光時(shí)間小物快通過(guò)光電門時(shí)擋光時(shí)間極短極短,根據(jù)瞬時(shí)速度定義式，小物塊通過(guò)光電門根據(jù)瞬時(shí)速度定義式，小物塊通過(guò)光電門1的速度的速度 , 過(guò)光電門過(guò)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(gè)光電門之間的距離和兩個(gè)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(cè)木板表面動(dòng)摩，則還可測(cè)木板表面動(dòng)摩擦因數(shù)。擦因數(shù)。像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種

9、研究物體運(yùn)動(dòng)情況像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖的常用計(jì)時(shí)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(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。從而求出物體經(jīng)過(guò)這一位置器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。從而求出物體經(jīng)過(guò)這一位置時(shí)的速度時(shí)的速度 。現(xiàn)利用圖?，F(xiàn)利用圖10所示裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)所示裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)lm左右左右的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中的木塊間的動(dòng)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(diǎn)，桌面的接觸點(diǎn)，1和和

10、2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器設(shè)有畫出。光電計(jì)時(shí)器設(shè)有畫出。光電計(jì)時(shí)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(diǎn)還懸掛著一個(gè)鉛錘，讓滑塊從木板的頂點(diǎn)還懸掛著一個(gè)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(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為為5.010-2s和和210-2s。用游標(biāo)卡尺測(cè)量小滑塊的寬度。用游標(biāo)卡尺測(cè)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(guò)光電門）滑塊通過(guò)光電門1的速度的速度v1 = m/s，滑塊通過(guò)光電門，滑塊通過(guò)光電門2的速度的速度v2 = m/s。光電計(jì)時(shí)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(dòng)測(cè)速用平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)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(dòng)求初速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。根據(jù)下述數(shù)據(jù)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)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(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)ll1.25cm1.25cm，若小球，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過(guò)的幾個(gè)位置如圖中的在平拋運(yùn)動(dòng)中先后經(jīng)過(guò)的幾個(gè)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(jì)算式為示，則小球平拋的初速度的計(jì)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(dòng)規(guī)律解析：由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律y=gT 2= lx=v0 Tgl2 v0 = x/T=2l /T=代入數(shù)字代入

13、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(cè)速儀測(cè)量車速的示所示的是在高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度到的信號(hào)間的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度.圖圖2中中P1、P2是是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n1、n2是是P1、P2由汽車反射回來(lái)由汽車反射回來(lái)的信號(hào)的信號(hào).設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，P1、P2之間的時(shí)間間隔之間的時(shí)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(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離；兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)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(cè)速五、超聲波測(cè)速S1-s2超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速測(cè)量原理分析：測(cè)量原理分析：所以汽車接收到所以汽車接收到P1、P2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)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(hào)可以看出，發(fā)出超聲波信號(hào)P1到接收到到接收到反射信號(hào)反射信號(hào)n1的

15、時(shí)間為：的時(shí)間為：11120.430tss111682xvtm2130.330tss 221512xvtm1217xxxm 12110.9522tttts 1217.9/xxvm st此時(shí)汽車離測(cè)速此時(shí)汽車離測(cè)速器器距離距離為同樣可求得信號(hào)同樣可求得信號(hào)P2到接收到反射信號(hào)到接收到反射信號(hào)n2的時(shí)間為的時(shí)間為: ，設(shè)汽車運(yùn)行設(shè)汽車運(yùn)行17m的時(shí)間為的時(shí)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(gè)兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間間隔，圖信號(hào)之間的時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接收由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接收到

16、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(cè)量便轉(zhuǎn)化成了頻率的測(cè)量。速度的測(cè)量便轉(zhuǎn)化成了頻率的測(cè)量。例如：一個(gè)觀察者站在鐵路附近例如：一個(gè)觀察者站在鐵路附近,測(cè)得迎面勻速而來(lái)測(cè)得迎面勻速而來(lái)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(guò)他身旁當(dāng)火車駛過(guò)他身旁后后, 測(cè)得汽笛聲的頻率降為測(cè)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(cè)速法多普勒效應(yīng)測(cè)速法1()vffvu2()vffvu1212()1

17、9(/ )ff vum sff測(cè)量原理分析：測(cè)量原理分析：設(shè)汽笛原來(lái)的頻率為設(shè)汽笛原來(lái)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(shí)，觀，根據(jù)多普勒效應(yīng)當(dāng)火車駛近觀察者時(shí)，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(shí)，觀察者接收到的頻率為察者時(shí)，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(dòng)。在圓盤上沿半徑開有一條寬度為軸轉(zhuǎn)動(dòng)。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。將激光器與傳感

18、器上下對(duì)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(duì)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(dòng)，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)移動(dòng)，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)狹縫經(jīng)過(guò)激光器與傳感器之間時(shí)，傳感器接收到一個(gè)激光信狹縫經(jīng)過(guò)激光器與傳感器之間時(shí)，傳感器接收到一個(gè)激光信號(hào)，并將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖號(hào)，并將其輸入計(jì)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(hào)隨時(shí)間變化的圖線。橫為所接收的光信號(hào)隨時(shí)間變化的圖

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

20、時(shí)間逐漸變小由于脈沖寬度逐漸變窄，表明光信號(hào)通過(guò)狹縫的時(shí)間逐漸變小即圓盤上對(duì)應(yīng)探測(cè)器所在位置的線速度逐漸增加，因此，激光即圓盤上對(duì)應(yīng)探測(cè)器所在位置的線速度逐漸增加，因此，激光器向邊緣移動(dòng)）。器向邊緣移動(dòng)）。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(cè)器接收到的第，探測(cè)器接收到的第i個(gè)時(shí)距轉(zhuǎn)軸的距離為個(gè)時(shí)距轉(zhuǎn)軸的距離為ri，第第i個(gè)脈沖寬度為個(gè)脈沖寬度為激光器和探測(cè)器沿半徑的運(yùn)動(dòng)速度為激光器和探測(cè)器沿半徑的運(yùn)動(dòng)速度為v. 由兩式得由兩式得 點(diǎn)評(píng)：激光器、傳感器、計(jì)算機(jī)終端顯示技術(shù)都屬于高科技點(diǎn)評(píng)：激光器、傳感器、計(jì)算機(jī)終端顯示技術(shù)都屬于高科技，但最

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

22、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(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時(shí)間臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時(shí)間T=60s，光速運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。當(dāng)光速與，光速運(yùn)動(dòng)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(shí)，光束正好射到小車上。時(shí)，光束正好射到小車上。如果再經(jīng)過(guò)如果再經(jīng)過(guò)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(cè)車速激光掃描測(cè)車速 解析：在解析：在t內(nèi)，光束轉(zhuǎn)過(guò)的角度內(nèi)，光束轉(zhuǎn)過(guò)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(shí)，小車正接近）當(dāng)光束照射小車時(shí)，小車正接近N點(diǎn)，點(diǎn)，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(shí)，小車正在遠(yuǎn)）當(dāng)光束照射小車時(shí)，小車正在遠(yuǎn)離離N點(diǎn)，則點(diǎn)，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(diǎn)評(píng)：此題的情景設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心，只有突破兩大障礙：即點(diǎn)評(píng)：此題的情景設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心，只有突破兩大障礙：即空間位置的對(duì)稱性及空間位置的對(duì)稱性及t時(shí)間應(yīng)為光束與小車兩次相遇的時(shí)時(shí)間應(yīng)為光束與小車兩次相遇的時(shí)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，達(dá)

24、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(cè)量原理分析：測(cè)量原理分析： 例例(1999年上海高考題年上海高考題)為了測(cè)定某輛轎車在平路上起動(dòng)為了測(cè)定某輛轎車在平路上起動(dòng)時(shí)的加速度時(shí)的加速度(轎車起動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)可近似看做勻加速運(yùn)動(dòng)轎車起動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)可近似看做勻加速運(yùn)動(dòng))，某，某人拍攝一張?jiān)谕坏灼隙啻纹毓獾恼掌?，如人拍攝一張?jiān)谕坏灼隙啻纹毓獾恼掌?，?所示。如果所示。如果拍攝時(shí)每隔拍攝時(shí)每隔2秒曝光一次，轎車車身總長(zhǎng)為秒曝光一次，轎車車身總長(zhǎng)為

25、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(cè)車速攝影曝光測(cè)車速 解析：因車身長(zhǎng)度解析：因車身長(zhǎng)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(xiàng)為故正確選項(xiàng)為(B)。 點(diǎn)評(píng)：此題是應(yīng)用攝影曝光的方法解決實(shí)際問(wèn)題的題目點(diǎn)評(píng)：此題是應(yīng)用攝影曝光的方法解決實(shí)際問(wèn)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，具

26、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(shí)也對(duì)識(shí)圖、用圖能力提出了較高的要求。一活是關(guān)鍵，同時(shí)也對(duì)識(shí)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(shí)卻是如此的旦揭開謎底，發(fā)現(xiàn)用到的物理知識(shí)卻是如此的“樸素樸素”，這，這種把種把“高起點(diǎn)低落點(diǎn)高起點(diǎn)低落點(diǎn)”、“低知識(shí)高能力低知識(shí)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(cè)量原理分析：測(cè)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(shí)驗(yàn)小車中利所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光電脈沖測(cè)量車速和行程的裝置的示意圖，為光源，用光電脈沖測(cè)量

27、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(dòng)時(shí)，發(fā)出的光輪，為與同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被接收束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計(jì)脈沖數(shù)為，則要測(cè)出小車，累計(jì)脈沖數(shù)為，則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理量或數(shù)據(jù)是的速度和行程還必須測(cè)量的物理量或數(shù)據(jù)是_車輪半車輪半r和齒和齒輪齒

28、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(cè)速光電脈沖測(cè)速。要求齒輪邊緣的線速度，即車速，還須測(cè)出要求齒輪邊緣的線速度，即車速，還須測(cè)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(diǎn)發(fā)出的光束經(jīng)齒輪間隙變成脈沖光信號(hào)，因此脈沖數(shù)點(diǎn)發(fā)出的光束經(jīng)齒輪間隙變成脈沖光信號(hào)，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(shí)間內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)為可以確定出單位時(shí)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(jì)圈數(shù)為由于累計(jì)圈數(shù)為，故行程為故行程為。點(diǎn)評(píng)：本題貼近實(shí)際生活，實(shí)用性強(qiáng)。解

29、決本題的關(guān)鍵在點(diǎn)評(píng)：本題貼近實(shí)際生活，實(shí)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(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速于抓住與小車速度相關(guān)的物理量（車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速n與車輪與車輪半徑半徑R），對(duì)此進(jìn)行分析，并利用運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式求解），對(duì)此進(jìn)行分析，并利用運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式求解。測(cè)量原理分析：測(cè)量原理分析：十一十一. .旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒測(cè)速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)筒測(cè)速(21)dvn0,1,2,3.n 例例(1999年上海保送生測(cè)試題年上海保送生測(cè)試題)為了測(cè)量列車運(yùn)行的速度和加速度的為了測(cè)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)磁體

30、和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成和埋設(shè)在軌道地面的一組線圈及電流測(cè)量記錄儀組成(記錄測(cè)量?jī)x未記錄測(cè)量?jī)x未畫出畫出)。當(dāng)列車經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái)，就。當(dāng)列車經(jīng)過(guò)線圈上方時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電流被記錄下來(lái)，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(zhǎng)，長(zhǎng)L=0.2m，電阻電阻R=0。4

31、(包括引出線的電阻包括引出線的電阻)。測(cè)試記錄下來(lái)的。測(cè)試記錄下來(lái)的I-s圖，如圖圖，如圖4-2所示。所示。(1)試計(jì)算在離試計(jì)算在離O(原點(diǎn)原點(diǎn))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(dòng)，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(dòng)，求列車加速度的大小。 十二十二. .用電流計(jì)測(cè)速用電流計(jì)測(cè)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(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)處所對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度分別為度分別為I1=0.12A、I2=0.15A，故所對(duì)位置的速度分別為，故所對(duì)位置的速度分別為 由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式易得由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式易得 點(diǎn)評(píng)：本題是以鐵路營(yíng)運(yùn)、列車提速問(wèn)題為背景的信點(diǎn)評(píng)：本題是以鐵路營(yíng)運(yùn)、列車提速問(wèn)題為背景的信息給予題，注重對(duì)學(xué)生閱讀分析能力、識(shí)圖觀察能力以及息給予題，注重對(duì)學(xué)生閱讀分析能