测速度的几种方法.

x 0.05 3 v0 m/ s 1.5m / s T 0.1
2 2 vB v0 vBy (1.5)2 22 m / s 2.5m / s
三.光电门－－测速
光电门Ⅱ Ⅱ
Ⅰ光电门Ⅰ
s
θ
L h
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？
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)
x1
x2
x3
7.1
x4
12.5 x5 19.6
速度，可以采取哪几种方法？（图中数
字的单位是厘米）
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
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
y AC 0.05 8 vBy m / s 2m / s 2T 2 0.1
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。
测量原理分析： 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,
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Δ L，可
H L h
以算出飞船在t=1/60s内飞行高度为
h H v L t ht
h
,
进而由瞬时速度定义式算出，在拍照瞬间飞船的 速度为
（2）滑块通过光电门1的速度v1 = 1.0 m/s，滑块通过光电门
2的速度v2 = 2.5 m/s。
5 cm 6 显示屏 7 d
00.0
P
L
光电计时器 Q 0 5 10 15 20 a 光电门 b 图9 M 10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N
11
四.用平抛运动－－测速
例如：1.利用平抛运动求初速度，实验装
置如图所示。根据下述数据验证动量守
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
v d t
。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，
s4＋s5＋s6－s3＋s2＋s1 答案：0.86 a＝ 0.64 2 9T
二.频闪照相－－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 ．
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。
问题：频闪摄影是研究变速运动常用的手
0
0.8 3.2
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
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
v1 d t1
d t2
, 过光电门2的速度
v2
.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
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： 解析：某中间时刻的瞬时速度等于对应这段时间内的平均
s3＋s4 8.33＋8.95 － 速度，故 vA＝ 2T ＝ ×10 2 m/s＝0.86 m/s 2×0.10 用逐差法来计算加速度，有 s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s3 a＝ 9T2 8.95＋9.61＋10.26－7.05－7.68－8.33 －2 2 ＝ × 10 m/s 9×0.102 ＝0.64 m/s2.
恒定律。球落地点与抛出点水平距离为d， 平抛高度为H。那么初速度为 。
[例] 2.某一平抛的部分轨迹如图4所示，
已知 求得
x1 x2 a y1 b
y2 c
v0
练习5.(95年高考)在研究平抛物体运动的实验中，用一张印
有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l＝1.25cm，若小球 在平抛运动中先后经过的几个位置如图中的a、b、c、d所 示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝＿＿＿＿＿＿ (用l 2 gl 、g表示)，其值是 0.70m/s (g取9.8m／s2)．
与之连接的两个 光电计时器设有画出。
a 光电门 b 图9 显示屏 d
00.0
P
L
光电计时器 Q M 10
N
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 ＝5.015cm。