【題目】如圖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，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計脈沖數(shù)為N，試完成下列問題的解答：

（1）要測出小車的速度和行程，還必須測量的物理數(shù)據(jù)有哪些？

（2）推導(dǎo)小車速度的表達式。

（3）推導(dǎo)小車行程的表達式。

【答案】（1）車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P（2）v＝ （3）x＝

【解析】小車的速度等于車輪的周長與單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積。設(shè)車輪的半徑為R，單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)為k，

則有v＝2πRk

若齒輪的齒數(shù)為P，則齒輪轉(zhuǎn)一圈電子電路顯示的脈沖數(shù)即為P。已知單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，所以單位時間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)為。由于齒輪與車輪同軸相連，它們在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動圈數(shù)相等，即k＝

由以上兩式可得v＝

同理，設(shè)車輪轉(zhuǎn)動的累計圈數(shù)為k′，則有路程x＝2πRk′

且k′＝，所以x＝

可見，要測出小車的速度v和行程x，除單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)n和累計脈沖數(shù)N外，還必須測出車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】未來的星際航行中，宇航員長期處于完全失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。為達到上述目的，下列說法正確的是

A. 旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越大

B. 旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越小

C. 宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大

D. 宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在平直的高速公路上，一輛汽車正以28ms的速度勻速行駛，因前方出現(xiàn)緊急情況，司機立即剎車，直到汽車停下。已知汽車的質(zhì)量為3.0×103kg，剎車時汽車所受的阻力大小為2.4×104N，求：

（1）剎車時汽車的加速度大小

（2）從開始剎車到最終停下，汽車運動的時間

（3）從開始剎車到最終停下，汽車前進的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11：2，原線圈兩端的輸入正弦交流電壓B表達式u=220sin100πt（V），副線圈兩端所接的電壓表為理想電壓表，定值電阻R0=10Ω，滑動變阻器R的阻值變化范圍為0～20Ω，下列說法正確的是（　�。�

A. 電壓表的示數(shù)為40V

B. 副線圈輸出電壓的頻率為50Hz

C. 滑動變阻器R消耗功率的最大值為20W

D. 滑動變阻器滑片向下移動，變壓器的輸出功率不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，AB兩端接直流穩(wěn)壓電源，其電壓UAB=100V，R0=40Ω，滑動變阻器的總電阻R=20Ω，滑動片處于變阻器中點；如圖乙所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流電源，其電壓有效值UAB=100V，R0=40Ω，滑動片處于線圈中點位置．則下列分析中正確的是（　�。�

A. 甲圖中UCD=80V，且R0中的電流為2A

B. 乙圖中UCD=200V，且R0中的電流的有效值為5A

C. 甲圖中UCD=50V，且R0中的電流為1.25A

D. 乙圖中UCD=80V，且R0中的電流的最大值約為2A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一簡諧橫波在某區(qū)域沿x軸傳播，實線a為t=0時刻的波形圖線，虛線b為t=△t時刻的波形圖線。已知該簡諧橫波波源振動的頻率為f=2.5Hz，虛線b與x軸交點P的坐標(biāo)為xP=1m。則下列說法正確的是()

A. 這列波的傳播速度大小一定為20m/s

B. 這列波一定沿x軸正向傳播

C. 可能有△t=1.25s

D. 可能有△t=1.45s

E. 若該列波遇到寬度為6m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在等量的異種點電荷形成的電場中，有Ａ、Ｂ、Ｃ三點，Ａ點為兩點電荷連線的中點，Ｂ點為連線上到Ａ點距離為ｄ的一點，Ｃ點為連線中垂線上到Ａ點距離也為ｄ的一點，則下面關(guān)于三點電場強度的大小、電勢高低的比較，正確的是

A. EA＝EC＞EB；φA＝φC＞φB

B. EB＞EA＞EC；φA＝φC＞φB

C. EA＜EB，EA＜EC；φA＞φB，φA＞φC

D. 因為零電勢點未規(guī)定，所以無法判斷電勢的高低

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】密度均勻的球形行星對其周圍物體的萬有引力使物體產(chǎn)生的加速度用a表示，物體到行星表面的距離用h表示，a隨h變化的圖像如圖所示。圖中a1、h1、a2、h2及萬有引力常量G均為已知，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計算出（ ）

A. 該行星的半徑

B. 該行星的自轉(zhuǎn)周期

C. 該行星的質(zhì)量

D. 該行星同步衛(wèi)星離行星表面的高度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運行的四顆人造衛(wèi)星．其中a、c的軌

道相交于P，b、d在同一個圓軌道上，b、c軌道在同一平面上．某時刻四顆衛(wèi)星的

運行方向及位置如圖所示．下列說法中正確的是

A. a、c的加速度大小相等，且小于b的加速度

B. a、c的角速度大小相等，且大于b的角速度

C. b、d的線速度大小相等，且大于a的線速度

D. a、c存在在P點相撞的危險

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