瞬时速度测量装置设计

『壹』 小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使

这题目的意思和火车过桥差不多，从火车头开始进入桥开始，直到火车尾离开桥为一个完整的过程。这里，火车的长度相当于挡光片的厚度，火车完成整个过程的时间相当于题目中“通过光电门的时间”，火车的速度自然就相当于题目中小车的速度了。
好！分析一下，因为表格中的速度一个比一个小，假设火车的长度一样，那么按理来说，对应的时间应该一个比一个长，但它不是，而是一个比一个短，这说明火车的长度（挡光片厚度）改变了。那么是逐渐变长（厚）还是变短（薄）呢？思考一下你会发现是变短（薄）了，因为同样的速度，火车短一点去过桥和火车长一点过桥，哪个时间短呢？
认真分析一下我说的，你应该懂这题目的意思和理解所有答案了吧？
回答完毕！

『贰』 瞬时速度的测量装置解析

瞬时速度的测量一般是利用多普勒效应。

多普勒效应是指当发射源和接收者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化。这一物理现象首先在声学上由物理学家克里斯顿.多普勒于1842年发现的。1930年左右开始将这一规律运用到电磁波范围。
当无线电波在行进的过程中碰到物体时会被反弹，反弹回来的波（回波），其频率及振幅都会随着所碰到物体的运动状态而改变。若无线电波所碰到的物体是固定不动的，回波的频率是不会改变的。若物体是朝着无线电波发射的方向前进，此时回波会被压缩，该电波的频率也会随之增加；反之，若物体远离波源运动时，回波的频率较波源的实际频率降低。频率升高或降低的数值为多普勒颇率，由下式决定:
v(r）=f(d)c/2f(0)
式中: f(d)——多普勒频率
v(r）——运动目标的速度
c——光速
f(0)——发射波频率

从式中可以看到其它变量都是已知的，只要我们测出了f(d)，就可以计算出被测物体的速度。

飞机、汽车、交警用的雷达测速仪、运动场上发球速度的测量都是这个原理。

现在还可以用图像识别的方法来进行测速。

『叁』 某同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图甲所示．在小车上固定挡光片（宽

解：（1）物块刚接触光电门时，电路接通，计时开始，物体通过时，电路断开，计时结束，
所以当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有物体挡光时，电路接通；
（2）第三组数据表明到达A点的速度偏大，则小车可能从图甲中P点上方静止下滑，速度偏大，也可能小车从图丙中P点静止下滑，若小车从图甲中P点下方静止下滑
，速度偏小，若小车从图甲中P点静止下滑，速度不偏差，AD正确，BC错误；
故选AD
（3）该图线为一直线，偏离较远的点可以舍去．
根据图线的斜率求出加速度为0.65m/s²，当△t趋向于0时，所表示的速度为A点的瞬时速度，从图象上看出，为0.5405m/s．
故答案为：（1）断开，接通（2）AD（3）0.65，0.5405

『肆』 同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速度的实验，其装置如图所示．在小车上固定挡光片（宽度为

（1）物块刚接触光电门时，电路接通，计时开始，物体通过时，电路断开，计时回结束，
所以当答光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有物体挡光时，电路接通；
（2）第三组数据表明到达A点的速度偏大，则小车可能从图中P点上方静止下滑，速度偏大，若小车从图中P点下方静止下滑，速度偏小，若小车从图中P点静止下滑，速度不偏差，A正确，BC错误；
故选：A
（3）该图线为一直线，偏离较远的点可以舍去