高中物理测速方法
发布于 2021-09-13 09:43 ，所属分类：高考数学学习资料大全
本周周练中出现一道超声波测速的题目
对于刚进高中的萌新来说，难度有点大，关键是测速原理没有真正理解，考起来就一脸懵B。
高中物理中涉及的的速度方法其实很多，但是基本原理都是：
平均速度：位移与发生这一位移所用时间的比值
瞬时速度：当位移或时间足够短时，这段时间内的平均速度近似为这一短时间内某点的瞬时速度。
这里所说的"足够短"，应该怎样理解呢? 其实，做变速运动的物体的速度总是连续变化的，位移取得越小，或者说时间取得越短，在这段时间内速度的变化就越小，时间足够短时，测速仪器已经分辨不出变速运动和匀速运动的差别。可以认为这一小段时间的运动是匀速的，这时，即使进一步缩短所取的时间，测得的平均速度也不会有什么变化，这个平均速度就等于即时速度.
用数学语言表示就是
求平均速度在极短时间内的一个极限即为这一时刻（位置）的瞬时速度。
一、打点计时器纸带测速/频闪照片法
平均速度：比较长时间时位移比时间
瞬时速度：用较短时间平均速度替代其间某点瞬时速度
如上图DF平均速度可近似视为点E瞬时速度（匀变速中间时刻速度正好等于该段平均速度，就在E点左右各取相同时间的一段求总的平均速度代替E点瞬时速度，理论上没有误差）
频闪照片原理跟打点计时器是一样的，只不过用频闪周期替换打点周期即可。
二、光电门测速/高速摄像机
瞬时速度：窄的挡光条和光源，感光器能构成，利用
思想，挡光时间为数字及时器，一般为毫秒级，测量瞬时速度的较为精确。
d为遮光片宽，为准确测量，一般用游标卡尺测量，
为遮光时间
平均速度：可以设置两个光电门，测得其间距离和时间间隔即可
其中
为两光电门间距离，
为通过两光电门之间距离所用时间
高速相机在曝光时间内，拍摄的物体在底片上会留下模糊的“尾巴”，根据曝光“尾巴”和曝光时间可以求得物体在A点的瞬时速度，其原理和利用遮光片测通过光电门速度一样，不过要注意照片和实际物体大小有一个缩放比例，求解时要换算成实际大小才能得到实际速度。
三、超声波测速
1、超声波发射仪A在运动物体上，接收仪B固定
在P点同时发射的红外线和超声波到达B接收仪的时差为
，则P的位置
在Q点同时发射的红外线和超声波到达B接收仪的时差为
，则Q的位置
从P到Q用时
，则PQ间平均速度
2、发射接收一体机固定不动
利用超声波碰到P、Q后反射回接收仪的时间差分别为
和
，由
分别确定P、Q位置，再由平均速度公式
求得平均速度
（第二周周练T8）
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