1、計時與測速問題分類賞析甘肅高臺一中向治一、以傳統實驗為原型的計時與測速以打點計時器為原型是利用這些裝置的等時性，不斷推陳出新，旨在考查基礎知識及基本原理的靈活應用。1【原型】打點記時器問題例1 （2004 上海）用打點計時器研究物體的自由落體運動得到如圖1所示一段紙帶，測得，。已知交流電頻率為則打B點時的瞬時速度為_，如果實驗測得的重力加速度的值比真實值偏小，可能的原因是_。解析 由勻變速直線運動的規律，中間時刻的速度等于一段時間的平均速度，所以，不考慮自由落體運動物體所受空氣阻力，則得，若考慮空氣阻?IMG height=41 alt="" hspace=0 width=

2、128 align=absMiddle border=0 SRC=/oldimages/pic_282081.gif>，阻力做負功，可見加速度變小的原因可能是沒有考慮空氣阻力。點評：本題較為傳統，其難點是誤差分析。例2、例3均屬于本題遷移得到的。2【遷移一】單擺與振子測速例2 如圖2所示，有一塊涂有碳黑的玻璃板質量為，在拉力的作用下在豎直向上做勻變速直線運動，一個裝有指針的振動頻率為的電動音叉，在玻璃板上畫出如圖所示的曲線，量得，則外力F的大小是多少？解析 由電動音叉振動的等時性可以記錄時間可知，、所經歷的時間均為，圖中又讀出了， 即連續相等時間間隔的位移差為。由，所以。對玻璃板，所以。

3、點評：本題中電動音叉的畫痕充當了打點計時器的角色。3【遷移二】頻閃照片問題例3 有一擺長為的單擺，懸點正下方有一小釘，在擺球經過平衡位置時，擺線的上部將被小釘擋住，使擺長發生變化，現使擺球做小幅擺動，擺球從右邊最高點至左邊最高點運動過程的頻閃照片如圖3所示（懸點和小釘未被攝入），為擺動中的最低點，由此可知小球與懸點的距離為（）AB C D無法確定解析 由題意知，則，故選C。點評：本題利用頻閃照片連續兩次照相的等時性計時，利用頻閃照片計時和測速，原理和方法與打點計時器是等效的。二、以STS（科學、技術、社會）背景的計時與測速超聲波、激光傳感器、光電脈沖均是新生事物，但這些問題都從生活中來，到實踐

4、中去面對新生事物要做到剝去高科技外衣，找到知識點內涵，真正做到抽絲剝繭，他問他的，你答你的的境界。4【創新一】超聲波測速儀例4 （2001年高考 上海）圖4是在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發出并接收超聲波沖信號，根據發出和接收到的信號間的時間差，測出被測物體的速度。圖5中、是測速儀發出的超聲波信號，、是、由汽車反射回來的信號。設測速儀勻速掃描，、之間的時間間隔，超聲波在空氣中傳播的速度是，若汽車是勻速行駛的，則根據圖5可知，汽車在接收到、兩個信號之間的時間內前進的距離是_，汽車的速度是_ 。解析 設、對應的時刻分別為、，的中間時刻（汽車與超聲波第一次相遇的時刻）為，的中間時

5、刻（汽車與超聲波第二次相遇的時刻）為。從題目所給條件得，標尺上每小格表示的時間為。則有超聲波第一次的與汽車相遇的位移為。超聲波第二次的與汽車相遇的位移為。汽車的位移為，汽車的運動時間為。汽車的速度為，從標尺上讀出數據代入得。點評：解決本題的關鍵是搞清汽車與超聲波兩次相遇的時刻，找時間關系，從超聲波的運動過程反映汽車的位移關系。5【創新二】光電脈沖測速例5 （2002年高考 上海）如圖6所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置的示意圖，為光源，為光電接收器，、均固定在車身上，為小車的車輪，為與同軸相連的齒輪。車輪轉動時，發出的光束通過旋轉齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被接收并轉換成電

6、信號，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單位時間內的脈沖數為n，累計脈沖數為，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量或數據是_；小車速度的表達式為v_；行程的表達式為s_。解析 A點發出的光束經齒輪間隙變成脈沖光信號，因此脈沖數目與齒輪數p有關；由n和p可以確定出單位時間內齒輪的轉數為，依次可以得出齒輪的角速度。要求齒輪邊緣的線速度，即車速，還須測出C的半徑R，這樣小車的速度為。由于累計圈數為，故行程為。點評：本題貼近實際生活，實用性強。解決本題的關鍵在于抓住與小車速度相關的物理量（車輪轉動時的轉速n與車輪半徑R），對此進行分析，并利用運動學基本公式求解。6【創新三】激光傳感器測速例6 （2

7、005年高考 上海）一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉動。在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準，使二者間連線與轉軸平行，分別置于圓盤的上下兩側，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器連續向下發射激光束。在圓盤轉動過程中，當狹縫經過激光器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經處理后畫出相應圖線。圖7為該裝置示意圖，圖8為所接收的光信號隨時間變化的圖線。橫坐標表示時間，縱坐標表示接收到的激光信號強度，圖中t110×10-3s，t208×10-3s。利用圖8中的數據求1s時圓盤轉動的角速度；說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；求圖8中第三個激光信號的寬度t3。解析 由圖象得轉盤的轉動周期，角速度。激光器和探測器沿半徑由遠中心向邊緣移動，（理由為：由于脈沖寬度逐漸變窄，表明光信號通過狹縫的時間逐漸變小即圓盤上對應探測器所在位置的線速度逐漸增加，因此，激光器向邊緣移動）。設狹縫