測速度的幾種方法(編輯修改稿)
2025-09-01 09:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 接收到 P P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進的距離； （ 2）汽車的速度 . 五、超聲波測速 t1 t2 1 . 0 s t 0 . 2 s 0 . 2 s 0 . 1 5 s 0 . 1 5 s s1 s2 S1s2 超聲波測速儀測量車速 測量原理分析： 所以汽車接收到 P P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進的距離為： 【解析】從題中的圖 2可以看出，發(fā)出超聲波信號 P1到接收到反射信號 n1的時間為： 1112 0. 430t s s? ? ?111 682x v t m??213 0 .330t s s? ? ? 221 512x v t m??12 17x x x m? ? ? ?1211 0 . 9 522t t t t s? ? ? ? ?12 1 7 . 9 /xxv m st???此時汽車離測速 器 距離 為 同樣可求得信號 P2到接收到反射信號 n2的時間為 : ， 設(shè)汽車運行 17m的時間為 t，也就是汽車接收到 P1與 P2兩個信號之間的時間間隔，圖 2可知為 所以汽車行駛速度 . 由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者接收到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)。依據(jù)此原理，速度的測量便轉(zhuǎn)化成了頻率的測量。 例如：一個觀察者站在鐵路附近 ,測得迎面勻速而來的火車汽笛聲的頻率為 f1=440Hz,當(dāng)火車駛過他身旁后 , 測得汽笛聲的頻率降為 f2=可求出火車的速率。 (空氣中的聲速 v=330m/s) 六、 多普勒效應(yīng)測速法 1 ()vffvu? ?2 ()vffvu? ?1212() 1 9 ( / )f f vu m sff????測量原理分析： 設(shè)汽笛原來的頻率為 f，火車的速率為 u，根據(jù)多普勒效應(yīng)當(dāng)火車駛近觀察者時，觀察者接收到的頻率為 ，當(dāng)火車駛離觀察者時，觀察者接收到的頻率為 ，由上述兩式解得火車的速率 。 例 6 （ 2022年高考 上海）一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉(zhuǎn)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(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)狹縫經(jīng)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(jīng)處理后畫出相應(yīng)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(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號強度，圖中 Δt1＝ 1． 0 103s， Δt2＝ 0． 8 103s。 七、 激光傳感器測速 ⑴利用圖 8中的數(shù)據(jù)求 1s時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度； ⑵說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向； ⑶求圖 8中第三個激光信號的寬度 Δt3。 解析 ⑴由圖象得轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動周期 角速度 ⑵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(yīng)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）。 2 6 . 2 8 / 7 . 8 5 /0 . 8 ra d s ra d sT?? ? ? ??⑶設(shè)狹縫寬度為 d，探測器接收到的第 i個時距轉(zhuǎn)軸的距離為 ri，第 i個脈沖寬度為 激光器和探測器沿半徑的運動速度為 v. ① ② 由①②兩式得
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