19：对六种瞬时速度测量方法的研究

专题十七：对六种瞬时速度测量方法的研究

方法一：直接测微小位移和微小时间法

对运动物体我们可采用光电计时器、照相机、超声波测速仪等工具来记录物体在微小时间内的位移。具体如下：

1）、光电计时器测速

1：光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，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，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没有画出，让滑块d 从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为22.510s -⨯和21.010

s -⨯，小滑块d 的宽度为0.5cm 。可测出滑块通过光电门

1的速度v 1=__ ___m/s ，滑块通过光电门2的速度v 2=__ ___m/s 。

2）、照相机拍照测速

2：“神舟”六号载人飞船的发射时，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。

3）、超声波反射测速

3.下图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的时间差，测出汽车的速度。图中是测速仪发出的超声波信号，n 1、n 2分别是由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p 1、、p 2之间的时间间隔Δt ＝1.0s ，超声波在空气中传播的速度是V ＝340m/s ，若汽车是匀速行驶的，则根据图可知，汽车在接收到p 1、、p 2两个信号之间的时间内前进的距离是 m ，汽车的速度是____ ____m/s

方法二：测匀变速直线运动位移时间法

1）、打点计时器测速

2）、频闪照片测速

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 ．

方法三：用平抛或竖直上抛

方法四：电磁感应规律测速法：依据电磁感应定律可将速度测量转化为电压或电流等电学量的测量。

例如：电磁流量计是广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间通过管

内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道.其

中空部分长,宽,高分别为图中的a,b,c.流量计两端与输送流体的管道相连, （图中虚线）.图

中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感强度为B

的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端相连接,I表示测得的电流值,已知液体的电阻率为ρ, 不计电流表的内阻，则可测的导电液体的流速v，进而可测出流量Q