测量速度的18种方法--实用.docx
《测量物体运动的速》精准测速法

《测量物体运动的速》精准测速法在我们的日常生活和科学研究中,准确测量物体运动的速度是一项非常重要的任务。
无论是在体育比赛中计算运动员的奔跑速度,还是在交通运输中监测车辆的行驶速度,又或是在物理学实验中探究物体的运动规律,都离不开对速度的精确测量。
那么,如何才能实现精准测速呢?接下来,让我们一起探讨一些常见且有效的精准测速方法。
一、基于时间和距离的测速方法这是最基本也是最直观的测速方式。
我们通过测量物体在一定时间内移动的距离,然后用距离除以时间,就能得到物体的平均速度。
例如,在一条笔直的道路上,我们可以标记两个点 A 和 B,已知 A、B 两点之间的距离为 S。
让物体从 A 点出发,当它到达 B 点时,我们记录下所用的时间 t。
那么物体在这段路程中的平均速度 v 就等于 S÷t。
为了提高测量的准确性,我们需要注意以下几点:首先,测量距离时要尽可能精确,使用高精度的测量工具,如激光测距仪等。
其次,记录时间要准确,最好使用专门的计时设备,避免人为误差。
此外,还需要确保物体在测量过程中的运动是稳定的,没有受到明显的外力干扰。
二、光电测速法光电测速是一种利用光电效应来测量物体速度的方法。
常见的光电测速装置由光源、光敏元件和计数器组成。
当物体通过光源和光敏元件之间时,会遮挡光线,使得光敏元件产生电信号。
计数器根据电信号的变化次数和已知的遮光时间间隔,就可以计算出物体的运动速度。
这种方法的优点是响应速度快,测量精度高,适用于高速运动物体的测速。
但它也有一定的局限性,比如对测量环境的要求较高,需要保证光线的稳定和无干扰。
三、多普勒测速法多普勒效应在测速中有着广泛的应用。
当波源和观察者之间存在相对运动时,观察者接收到的波的频率会发生变化。
在测速中,我们可以向运动物体发射电磁波(如超声波、光波等),然后接收反射回来的波。
通过分析接收波频率的变化,就可以计算出物体的速度。
多普勒测速法在交通警察的测速雷达、医学中的血流测速等领域都有重要的应用。
车速测量方法

车速测量方法一、概述车速测量是指在行驶过程中,测量车辆的速度。
车速测量方法有多种,包括机械式、电子式、光学式等。
本文将介绍几种常见的车速测量方法及其原理。
二、机械式车速测量方法1. 车轮直径法原理:根据车轮直径和转数计算出车辆的速度。
步骤:(1)确定车轮直径。
(2)使用计数器或转子来记录每个轮子的转数。
(3)根据公式:车速=2×π×轮子半径×转数÷时间,计算出车辆的速度。
2. 里程表法原理:根据里程表上显示的里程和时间来计算出车辆的平均速度。
步骤:(1)安装一个能够记录行驶距离和时间的里程表。
(2)根据公式:车速=行驶距离÷行驶时间,计算出车辆的平均速度。
三、电子式车速测量方法1. GPS定位法原理:利用GPS卫星定位系统来确定汽车位置,并通过比较两个位置之间所需的时间来计算汽车的平均速度。
步骤:(1)安装一个GPS接收器。
(2)使用GPS接收器记录车辆的位置和时间。
(3)根据公式:车速=两个位置之间的距离÷两个位置之间所需的时间,计算出车辆的平均速度。
2. 车载测速仪法原理:车载测速仪是一种电子设备,能够通过轮速传感器或其他传感器来测量车辆的速度。
步骤:(1)安装一个车载测速仪。
(2)使用轮速传感器或其他传感器来测量车辆的速度。
(3)根据车载测速仪上显示的数据来计算出车辆的平均速度。
四、光学式车速测量方法1. 雷达测速法原理:雷达发射器向前发射一束微波信号,当这束信号碰到汽车时,会反弹回来。
通过比较发射和回波之间的时间差来计算汽车的平均速度。
步骤:(1)安装一个雷达发射器和接收器。
(2)将雷达朝向汽车行驶方向,并启动雷达发射器。
(3)比较发射和回波之间的时间差,并根据公式:车速=距离÷时间,计算出车辆的平均速度。
2. 激光测速法原理:激光测速仪向汽车发射一束激光,当激光碰到汽车时,会反射回来。
通过比较发射和回波之间的时间差来计算汽车的平均速度。
89. 怎样通过实验测量物体的速度?

89. 怎样通过实验测量物体的速度?89、怎样通过实验测量物体的速度?在我们的日常生活和科学研究中,常常需要知道物体运动的速度。
那么,如何通过实验来准确测量物体的速度呢?这其实是一个相当有趣且实用的问题。
首先,我们来了解一下速度的基本概念。
速度是描述物体运动快慢的物理量,它等于物体在单位时间内移动的距离。
如果一个物体在 1秒钟内移动了 5 米,那么它的速度就是 5 米每秒。
常见的测量物体速度的实验方法有多种,下面我们来逐一介绍。
方法一:利用打点计时器测量打点计时器是一种能够在纸带上打出一系列等时的点的仪器。
在实验中,让运动的物体拖着一条纸带通过打点计时器,这样纸带上就会留下一系列的点。
我们通过测量相邻两点之间的距离,再结合打点计时器的打点周期(通常为002 秒),就可以计算出物体在这一小段时间内的平均速度。
如果要更精确地测量瞬时速度,可以选取距离较短的相邻点,用这段距离除以对应的时间,得到的速度就更接近瞬时速度。
例如,我们测量出相邻两点之间的距离为 004 米,打点周期是 002 秒,那么这段时间内的平均速度就是 004 米除以 002 秒,等于 2 米每秒。
方法二:光电门测量光电门是由一个发光装置和一个接收装置组成的。
当物体通过光电门时,会遮挡光线,从而记录下物体通过的时间。
同时,我们已知光电门之间的距离,用这个距离除以物体通过光电门的时间,就能得到物体通过这段距离的速度。
假设光电门之间的距离是 1 米,物体通过光电门的时间是 05 秒,那么物体的速度就是 1 米除以 05 秒,即 2 米每秒。
方法三:频闪摄影测量频闪摄影是指在相等的时间间隔内对物体进行多次拍照。
通过分析照片中物体的位置变化,我们可以测量出物体在不同时刻的位置。
然后,用位置的变化量除以相应的时间间隔,就能够得到物体的速度。
比如说,在一系列的频闪照片中,我们发现物体在 01 秒内移动了02 米,那么它的速度就是 02 米除以 01 秒,等于 2 米每秒。
测量速度的18种方法

测量速度的18种方法新课程改革的推进和高考改革的不断深入,高考命题更加注重新课程理念的领航作用,“考试容要实现与高中新课程容的衔接,进一步贴近时代、贴近社会、贴近考生实际,注重对考生运用所学知识分析问题、解决问题能力的考查。
”这是适应新课程改革的新考试观的核心容,这更是新高考的命题方向。
从近年高考命题来看,试题越来越体现这一新考试观的核心容。
而这一类问题的选材灵活,立意独特新颖,要求考生能从物理情境中研究对象和物理过程,建立物理模型,利用相应的规律来解决实际问题。
速度是描述物体运动快慢的物理量,在日常生活、社会实践和科学实验中,需要对某些物体的速度进行测量,如交通车辆的速度,子弹的速度,流体的流速,声、光的传播速度等等,那么速度测量方法有几种方法呢?笔者对此作了归纳总结如下,以培养学生创造性思维和发散性思维能力。
1.利用计时器测速度利用电磁打点计时器(电火花计时器)在与运动物体相连的纸带上打点(孔)以记录运动物体在不同时刻的位置,用刻度尺测出纸带某点与相邻点(计数点)间的距离,利用计算得出匀变速直线运动物体的速度。
例1(09·理基卷-18)“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如图1所示的纸带。
图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍C.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中,实验时应先接通电源再放开纸带,A错.根据相等的时间间隔通过的位移有,可知(S6一S1)等于(S2一S1)的5倍,B错.根据B点为A与C的中间时刻点有,C对.由于相邻的计数点之间还有4个点没有画出,所以时间间隔为0.1s,D错.点评:利用方法测定匀变速直线运动物体的速度在力学实验中经常用到,提醒考生要掌握此方法。
测量速度的方法

测量速度的方法测量速度是物理学中非常重要的一项实验内容,也是日常生活中我们经常会遇到的问题。
无论是车辆的行驶速度、物体的运动速度,还是光的传播速度,都需要通过科学的方法进行测量。
下面将介绍几种常用的测量速度的方法。
首先,最常见的测量速度的方法之一就是利用距离和时间的关系进行计算。
这种方法适用于很多日常生活中的场景,比如测量汽车的行驶速度。
我们可以通过测量汽车行驶的距离,然后记录下所花费的时间,通过时间和距离的比值就可以得到汽车的行驶速度。
这种方法简单直观,而且不需要太多的仪器设备,因此在实际应用中非常方便。
其次,利用光电传感器进行速度测量也是一种常见的方法。
光电传感器可以通过感应物体经过时的光电信号变化来计算物体的速度。
这种方法适用于需要高精度测量的场合,比如实验室中对物体运动的精确测量。
光电传感器能够实时记录物体经过的时间和位置,从而计算出物体的速度,具有较高的准确性和可靠性。
另外,利用雷达测速仪进行速度测量也是一种常用的方法。
雷达测速仪通过发射一束微波信号,然后接收信号的反射,通过计算信号的频率差来确定物体的速度。
这种方法在交通管理和公安执法中经常被使用,可以实现对车辆行驶速度的准确测量,是一种非常有效的测速手段。
除了上述方法外,还有一些其他特殊场合下的测速方法,比如利用声波测速仪、利用摄像头测速等。
这些方法都是根据不同的物理原理来实现速度测量的,具有各自的特点和适用范围。
总的来说,测量速度的方法多种多样,我们可以根据具体的实际情况选择合适的方法进行测量。
在进行测量时,需要注意选择合适的仪器设备,并严格按照操作规程进行操作,以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望以上介绍的方法能够对大家有所帮助,让我们在实际应用中能够更加准确地测量速度。
速度检测方法

速度检测方法速度检测分为线速度检测和角速度检测。
线速度的计量单位通常用m/s来表示;角速度检测分为转速检测和角速率检测,转速的计量单位常用r/min来表示,而角速率的计量单位则常用o/s(度/秒)或o/h(度/小时)来表示。
常用的速度检测方法有下述几种:(1)微积分法对运动体的加速度信号进行积分运算,得到运动体的运动速度,或者将运动体的位移信号进行微分也可以得到速度。
例如在振动测量时,应用加速度计测得振动体的振动信号,或应用振幅计测得振动体的位移信号,再经过电路,进行积分或微分运算而得到振动速度。
(2)线速度和角速度相互转换测速法线速度和角速度在同一个运动体上是有固定关系的,这和线位移和角位移在同一运动体上有固定关系一样。
在测量时可实行互换的方法测量。
例如测火车行驶速度时,直接测线速度不便利,可通过测量车轮的转速,换算出火车的行驶速度。
(3)速度传感器法利用各种速度传感器,将速度信号变换为电信号、光信号等易测信号进行测量。
速度传感器法是最常用的一种方法。
(4)时间、位移计算测速法这种方法是依据速度的定义测量速度,即通过测量距离L和走过该距离的时间t,然后求得平均速度ν。
L取得越小,则求得的速度越接近运动体的瞬时速度。
如子弹速度的测量,运动员百米速度的测量等。
依据这种测量原理,在固定的距离内利用数学方法和相应器件又延长出许多测速方法,如相关测速法、空间滤波器测速法。
所谓相关测速法是在被测运动物体经过的两固定距离(为L)点上安装信号检测器,通过对运动体经过两固定点所产生的两个信号进行相关分析,求出时延τ,则运动体的平均速度为移=L/τ。
利用相关测速,不受环境、路面、海浪和气流等的影响,可以达到较高的测速精度。
常用来测量汽车、船舶和飞机的运动速度及管道内和风洞内气流的速度,以及热轧钢带等的运动速度。
所谓空间滤波器测速法是利用可选择肯定空间频率段的空间滤波器件与被测物体同步运动,然后在单位空间内测得相应的时间频率,求得运动体的运动速度。
测反应速度的方法

测反应速度的方法
宝子们!今天咱来唠唠怎么测反应速度呀。
有一种超简单的方法,就是用尺子。
找一把长一点的尺子哦,让小伙伴拿着尺子,把尺子的零刻度那端放在你的手指上方,注意不要碰到手指哈。
然后小伙伴突然松手,你就赶紧用手指去夹住尺子。
这时候呢,看尺子上的刻度,刻度越小,就说明你的反应速度越快呢。
就像一场小小的手指和尺子的赛跑比赛,可有趣啦。
还有一个好玩的法子,玩那种简单的反应游戏。
比如说,你和朋友面对面站着,一个人当“信号员”。
这个“信号员”可以突然做出一个动作,像突然抬手或者跺脚啥的,另一个人就得尽快做出同样的动作。
要是能又快又准地做出来,那反应速度也是相当不错的哦。
这就像是两个人之间的趣味挑战,还能增进感情呢。
另外呀,咱们还可以用手机软件来测反应速度。
现在有好多那种专门测试反应速度的小软件呢。
你打开软件,按照它的提示来操作,它就会给你测出反应速度的数值。
这种方法就比较高科技啦,感觉像是在做一个很专业的小测试。
不过玩的时候可别太紧张,一紧张可能就影响发挥啦。
咱再说说球类运动也能测反应速度呢。
就拿乒乓球来说吧,乒乓球速度那么快,在球飞过来的时候,你能迅速判断方向,然后挥动球拍把球打回去,这反应速度肯定是杠杠的。
或者玩羽毛球的时候,球在空中飞来飞去,你要快速地移动身体,找准时机接球,这也是在考验反应速度呀。
而且这种在运动中测试反应速度的方式,还能锻炼身体,一举两得呢。
自然科学实验中的速度测量指南

自然科学实验中的速度测量指南速度是物体在单位时间内所移动的距离,是物体运动状态的重要指标之一。
在自然科学实验中,准确测量速度对于研究物体的运动规律和探索自然现象具有重要意义。
本文将介绍一些常见的速度测量方法和技巧,以帮助读者在实验中获得准确的测量结果。
一、直线运动的速度测量直线运动是物体在同一方向上进行的运动,测量其速度相对较为简单。
常见的测量方法包括使用计时器和测量距离。
1. 使用计时器:选择一个合适的起点和终点,用计时器记录物体从起点到终点所经过的时间。
根据物体运动的距离和所用时间,可以计算出速度。
在测量过程中,要确保计时器的准确性,避免误差的产生。
2. 测量距离:在直线运动的实验中,测量物体运动的距离也是一种常见的方法。
可以使用标尺、卷尺或测量仪器等工具来测量物体运动的距离。
将所测得的距离除以所用时间,即可得到速度。
二、曲线运动的速度测量曲线运动是物体在不同方向上进行的运动,测量其速度相对较为复杂。
在测量曲线运动的速度时,需要考虑到物体的运动轨迹和运动方向的变化。
1. 利用轨迹和时间:观察物体的运动轨迹,可以确定物体在不同位置之间的距离。
通过测量时间,可以计算出物体在不同位置之间所用的时间。
将距离除以时间,即可得到物体在该段轨迹上的平均速度。
2. 利用瞬时速度:曲线运动中,物体的速度是随着时间变化的。
为了测量物体在某一时刻的速度,可以利用瞬时速度的概念。
瞬时速度指的是物体在某一时刻的瞬时速度,可以通过测量物体在该时刻经过的位移和所用的时间来计算。
三、光速的测量光速是自然界中最快的速度,测量光速是物理学中的重要课题之一。
以下是一种常见的测量光速的方法:1. 干涉法:干涉法是一种利用光的干涉现象来测量光速的方法。
通过将光分为两束,使其相交并产生干涉条纹。
通过测量干涉条纹的间距和光源到干涉仪的距离,可以计算出光速的近似值。
四、误差的处理在实验中,误差是无法避免的。
为了获得准确的测量结果,需要对误差进行处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
测量速度的 18 种方法新课程改革的推进和高考改革的不断深入,高考命题更加注重新课程理念的领航作用,“考试内容要实现与高中新课程内容的衔接,进一步贴近时代、贴近社会、贴近考生实际,注重对考生运用所学知识分析问题、解决问题能力的考查。
” 这是适应新课程改革的新考试观的核心内容,这更是新高考的命题方向。
从近年高考命题来看,试题越来越体现这一新考试观的核心内容。
而这一类问题的选材灵活,立意独特新颖,要求考生能从物理情境中研究对象和物理过程,建立物理模型,利用相应的规律来解决实际问题。
速度是描述物体运动快慢的物理量,在日常生活、社会实践和科学实验中,需要对某些物体的速度进行测量,如交通车辆的速度,子弹的速度,流体的流速,声、光的传播速度等等,那么速度测量方法有几种方法呢?笔者对此作了归纳总结如下,以培养学生创造性思维和发散性思维能力。
1.利用计时器测速度利用电磁打点计时器(电火花计时器)在与运动物体相连的纸带上打点(孔)以记录运动物体在不同时刻的位置,用刻度尺测出纸带某点与相邻点(计数点)间的距离,利用计算得出匀变速直线运动物体的速度。
例1( 09·广东理基卷 -18 )“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁式打点计时器 ( 所用交流电的频率为 50Hz),得到如图 1 所示的纸带。
图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是A.实验时应先放开纸带再接通电源B.(S6 一 S1)等于 (S2 一 S1) 的 6 倍C.从纸带可求出计数点 B 对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0. 02s解析:在“研究匀变速直线运动”的实验中, 实验时应先接通电源再放开纸带 ,A 错. 根据相等的时间间隔内通过的位移有 , 可知 (S6 一 S1) 等于 (S2 一 S1)的 5 倍,B 错 . 根据 B 点为 A 与 C的中间时刻点有 ,C 对.由于相邻的计数点之间还有 4 个点没有画出 , 所以时间间隔为 0.1s,D错.点评:利用方法测定匀变速直线运动物体的速度在力学实验中经常用到,提醒考生要掌握此方法。
2.利用光电门测速度光电门测速原理是把物体通过光电门的时间内认为物体做匀速直线运动,利用极短时间的平均速度替代瞬时速度,根据可知,只要测出物体的宽度和物体通过光电门的时间即可测定物体的速度。
例2.( 2009·全国Ⅰ -23 )某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图 2 所示。
长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上。
在平板上标出 A、B 两点, B 点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。
实验步骤如下:①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;②用直尺测量AB之间的距离 s,A 点到水平桌面的垂直距离h1,B 点到水平桌面的垂直距离h2;③将滑块从 A 点静止释放,由光电计时器读出滑块的挡光时间t ;④重复步骤③数次,并求挡光时间的平均值;⑤利用所测数据求出摩擦力 f 和斜面倾角的余弦值cosα;⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤,做出f-cos α关系曲线。
用测量的物理量完成下列各式( 重力加速度为 g) :( 1)斜面倾角的余弦cosα=;( 2)滑块通过光电门时的速度υ=;( 3)滑块运动时的加速度a=;( 4)滑块运动时所受到的摩擦阻力f=。
解析:( 1)根据三角形关系,解直角三角形得。
(2)根据光电门测速原理得,。
( 3)物块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,根据运动学公式, 有 , 解得。
(4) 根据牛顿第二定律, 解得 .点评:利用光电门测定速度的原理和利用打点计时器测定速度的方法是相同的,都是利用的近似法,利用一小段时间内的平均速度替代瞬时速度。
3.利用频闪照相测速度利用频闪照相拍摄运动物体在不同时刻的位置,再根据照片和实物的比例推算出照片中不同时刻物体位置间的位移,根据运动学公式测得物体的速度。
此种方法不仅适用于测匀速直线运动的物体速度,也适用于测匀变速曲线运动的物体速度。
例 3. 两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图 3 所示,连续两次曝光的时间间隔是相等的,由图可知A.在时刻以及时刻两木块速度相同B.在时刻两木块速度相同C.在时刻和时刻之间某瞬间两木块速度相同D.在时刻和时刻之间某瞬时两木块速度相同解析:正确的选项为 C。
设连续两次曝光的时间间隔为 t ,记录木块位置的直尺最小刻度间隔长为 l ,由图可以看出下面木块间隔为 4l ,木块做匀速直线运动,速度。
上面的木块在相等的时间内木块的间隔分别为 2l 、 3l 、4l 、5l 、6l 、7l ,相邻相等时间间隔内的位移之差为恒量,所以上面的木块做匀变速直线运动,利用计算得出木块在时刻的瞬时速度分别为、、、,可见速度介于、之间。
点评:利用频闪照相测速度的关键是抓住相等的时间间隔,根据物体的运动性质选择恰当的规律求出被测物体的速度。
4.利用平抛运动测速度利用平抛运动的规律,由、,可测量平抛物体运动的初速度。
例4. (09·上海物理 -18 )利用图 4(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强。
两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端 A 吹气,棉球从另一端 B 飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度 h,棉球质量 m,开始时的静止位置与管口 B 的距离 x,落地点 C 与管口 B 的水平距离 l 。
然后多次改变 x,测出对应的 l ,画出l2-x关系图线,如图4(b) 所示,并由此得出相应的斜率k。
(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从 B 端飞出的速度v0=________。
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强 p0 均为已知,利用图 (b)中拟合直线的斜率k 可得,管内气体压强p=________。
解析:( 1)小球从 B 点飞出后做平抛运动,则有,联立解得。
(2)在吹小球的过程中,由动能定理可得:化简得:,可知直线的斜率可得,即有。
点评:本题考查了平抛运动的基本规律,考查了化曲为直的思想方法和利用图象处理实验数据的方法。
5.利用运动轨迹测速度利用运动物体留下的运动轨迹,通过分析轨迹特点和运动规律,从而测定物体运动的速度。
例5. (09·全国Ⅱ -23 )某同学得用图 5 所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图6 所示。
图 6 中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表 0.10m,、和是轨迹图线上的 3 个点,和、和之间的水平距离相等。
完成下列填空:(重力加速度取 9.8m/s2 )(1)设、和的横坐标分别为、和,纵坐标分别为、和,从图 6 中可读出 =____m, =______m, =_______m(保留两位小数)(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。
利用(1)中读取的数据,求出小球从运动到所用的时间为_______s,小球抛出后的水平速度为 __________m/s(均可用根号表示)。
解析:本题考查研究平抛运动的实验 . 由图可知 P1 到 P2 两点在竖直方向的间隔为 6 格, P1 到 P3 两点在竖直方向的间隔为 16 格所以有到两点在水平方向的距离为6个格.则有=0.60m.(2) 由水平方向的运动特点可知,到与到的时间相等, 根据,解得时间T=0. 2s,则有点评:利用运动物体留下的轨迹测定物体的速度,关键是分析轨迹特点,建立运动模型,利用模型规律得出被测物体的速度。
6.利用生活经验估测速度例6. 火车在两站正常行驶时,一般可看作匀速运动,某位同学根据车轮通过两段铁轨交接处时发出的响声来估测火车的速度,他从车轮的某一次响声开始计时,并从此之后数着车轮响声次数,他 90s 内共听到 60 次响声,已知每段轶轨长 25m,根据这些数据,你能估测出火车的速度是多少吗?解析:根据题意,火车在90s内通过的位移为km,则火车的平均速度为 km/h ,也就是说,在90s 内( 1.5min )听到多少次响声,火车的速度就是多少千米每小时。
点评:铁路工人常常利用此种方法来估测火车在这种铁轨上运行的速度。
7.利用速度计测速度例7. 如图 7 所示,某一汽车上的速度计原理示意图,该速度计是一种磁转速表,试简述其工作原理。
解析:它的原理是通过测量旋转磁场跟它在金属感应罩内产生的电流间的相互作用力测出车速的,在速度计转轴下端通过一系列传动机构成同汽车的驱动轮相连,转轴随驱动旋转而旋转,在转轴的上端铆接一个永久磁铁,磁铁外面罩着铝罩,铝罩固定在指针轴上,当磁铁随驱动轮旋转时,铝罩中就产生感应电流,根据楞次定律,感应电流的磁场与磁铁磁场相互作用,要阻碍磁铁与铝罩的相对旋转,于是铝罩克服游丝弹簧的弹力扭转一个角度,这个角度与磁铁转动的角度成正比,也就是与驱动轮的每分钟转数成正比,因此,在表盘上用均匀的刻度标出车速值,从指针的示数就直接读出车速。
点评:汽车上测速速度计的工作原理与磁电式电流表的工作原理相似,利用的是力矩平衡的知识。
8.利用旋转齿轮测速度此法最先是由物理学家斐索在 1849 年测定光速时设计的,他用定期遮断光线的方法测量观察时间来测定光速。
例8(2009·上海综合-45 )小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。
自行车的结构如图 8 所示,他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。
经过骑行,他得到如下的数据:在时间 t 内踏脚板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度=; 要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有;自行车骑行速度的计算公式v=.解析:( 1)根据加速度的定义。
(2)要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数 n,自行车后轮的半径 R(牙盘的半径、飞轮的半径,自行车后轮的半径 R)。
由,又,而 , 由以上三式解得。
设相邻的齿轮间的弧长为,又有,即,故有。
(3)()点评:高考试题取材于生活中的实际问题,这样贴近学生的生活经验,有利于激发学生的学习兴趣和动机,有利于提高学生的科学素养。
9.利用旋筒速度例9. 如 9 所示,用硬做一个筒,把筒装在一个快速的上匀速,一个子准筒并沿直径射入筒,若筒不到半周,子在筒上先后留下两个孔a、b,且∠ aOb=θ,筒直径D,角速度ω,子速度v=_______________。
解析:子做匀速直运,子穿直径的程中,筒了π- θ,可知子穿筒的,所以子的速度点:是量高速运子的一个常用方法,在理注意多解的可能性,如果此中未告“ 筒旋不到半” 个条件,子穿筒的程中,筒可能了,子速度(n=0,1,2,3,⋯⋯)。