测速度的几种方法.ppt

一、利用打点计时器测速 【例 1】如图 8－2－9 所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到一条表示小车运动过程的清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T＝0.10 s，其中s1＝7.05 cm、s2＝7.68 cm、s3＝8.33 cm、s4＝8.95 cm、s5＝9.61cm、s6＝10.26 cm，则 A 点处瞬时速度的大小是________m/s，小车运动的加速度计算表达式___________________，加速度的大小是______m/s2.(结果保留两位有效数字) 图 8－2－9 点评：纸带处理方法：用平均速度计算瞬时速度，用逐差法计算加速度． 测量原理分析： 例如：如图所示，是利用频闪照相研究自由落体运动的示意图．闪光频率为10Hz的闪光器拍摄的照片中A球有四个像，像间距离已在图中标出，单位为cm，可以计算出A球在3位置的速度 2m/s ． 测量原理分析：匀变速直线运动中，中间时刻速度等于这段时间内的平均速度。计算 测出2，3两点速度后还可算出A球下落的加速度，既当地重力加速度g。 二.频闪照相－－测速 问题：频闪摄影是研究变速运动常用的手段。在暗室中照相机的频闪快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈的闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。右图 是小球自由落下时 的频闪照片示意图，频闪仪每隔0.04s闪光一次。如果要通过这幅照片测量自由落体的加速度，可以采取哪几种方法？（图中数字的单位是厘米） 0 0.8 3.2 7.1 12.5 19.6 x1 x2 x3 x4 x5 例如：“神舟”六号载人飞船发射时，某记者为了拍摄飞船升空的美好瞬间,采用照相机的光圈(控制进光量的多少)是16，快门（暴光时间）是1/60s拍照，得到照片中飞船的高度是h，飞船上“神舟六号”四字模糊部分的高度是ΔL，已知飞船的高度是H。由以上数据可粗略求出拍照瞬间飞船的瞬时速度为 。 ? 测量原理分析：该测速原理同光电测速器一样，由于“神舟六号”四字模糊部分的高度是ΔL，可以算出飞船在t=1/60s内飞行高度为 ,进而由瞬时速度定义式算出，在拍照瞬间飞船的速度为 练习:如图所示为一小球作平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，g=10m/s2，求： （1）闪光频率； （2）小球运动的初速度的大小； （3）小球经过B点时的速度大小． （4) 抛点坐标。 解：设闪光的周期为T,小球在竖直方向做自由落体运动且AB间竖直高度为3格,BC间竖直高度是5格,时间间隔相等的相邻两端位移之差: △s=gT2,即0.05×5-0.05×3=10T2 ∴T=0.1 s 频率f=1/T=1/0.1=10 Hz 又A、B间的水平距离是3格，所经时间是T，且x=v0T∴初速度 测量原理分析： 三.光电门－－测速 Ⅱ Ⅰ s θ L h 光电门Ⅰ 光电门Ⅱ 测出物体经过光电门处时的速度？ v=Δd/ Δ t 用光电门测量物体速度的方法还能用于哪些实验？ 0.2 0.5 测量原理分析：小物快通过光电门时挡光时间极短,根据瞬时速度定义式，小物块通过光电门1的速度 , 过光电门2的速度 .若还已知当地的重力加速度g和两个光电门之间的距离L以及木板与水平面夹角α，则还可测木板表面动摩擦因数。 像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图9所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。从而求出物体经过这一位置时的速度 。现利用图10所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个 光电计时器设有画出。 光电计时器 光电门 显示屏 00.0 a b 图9 N 1 2 L d P Q M 10 11 5 6 7 cm 0 5 10 15 20 此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2×10-2s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺数如图图11所示。 （1）读出滑块的宽度d ＝ cm。 （2）滑块通过光电门1的速度v1 = m/s，滑块通过光电门2的速度v2 = m/s。 光电计时器 光电门 显示屏 00.0 a b 图9 N 1 2 L d P Q M 10 5.015 1.