圖4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,則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量或數(shù)據(jù)是________;小車速度的表達(dá)式為v=________;行程的表達(dá)式為s=________.

圖4

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量為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s=2πRK,且K=,故s=

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

答案：半徑R和齒數(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：

（2010?蘇州二模）某同學(xué)想利剛?cè)鐖D（a）所示的裝置來驗證由小車A與重物B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（1）現(xiàn)提供如下器材：
A．小車                B．重物
C．一端帶滑輪的長木板    D．細(xì)繩
E．電火花計時器         F．紙帶
G．毫米刻度尺           H．低壓交流電源
I．220V交流電源         J．6V蓄電池
K．天平
實驗中不需要的器材是
HJ
HJ
（填寫選項前的字母）．
（2）對重物B質(zhì)量的選擇要求是
A
A
（填寫選項前的字母）．
A．質(zhì)量大一些
B．質(zhì)量小一些
（3）主要實驗步驟
A．用天平分別測出小車及重物的質(zhì)量為M、m
B．按圖安裝好裝置：將帶滑輪的平板水平放置，掛重物后，細(xì)繩須與木板平行
C．將小車?yán)量拷螯c(diǎn)計時器，接通電源，釋放小車
D．關(guān)閉電源、取下紙帶，并重復(fù)多次，得到兒條打點(diǎn)紙帶．選用點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理實驗中有一重大疏漏，請指出并改正
應(yīng)平衡摩擦力
應(yīng)平衡摩擦力
．
（4）數(shù)據(jù)處理
將改正實驗疏漏后得到的紙帶，去掉前面比較密集的點(diǎn)，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測量的連續(xù)點(diǎn)0-6，測出各點(diǎn)間距離如圖（b）所示，已知電火花計時器的打點(diǎn)周期為T，要驗證在第l點(diǎn)與第5點(diǎn)時系統(tǒng)的機(jī)械能相等，則在誤差范圍內(nèi)應(yīng)滿足關(guān)系
mg(d5-d1)=
1
8T2
(M+m)[(d6-d4)2-d22]
mg(d5-d1)=
1
8T2
(M+m)[(d6-d4)2-d22]

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省蘇州市高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

某同學(xué)想利剛?cè)鐖D（a）所示的裝置來驗證由小車A與重物B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（1）現(xiàn)提供如下器材：
A．小車                B．重物
C．一端帶滑輪的長木板    D．細(xì)繩
E．電火花計時器         F．紙帶
G．毫米刻度尺           H．低壓交流電源
I．220V交流電源         J．6V蓄電池
K．天平
實驗中不需要的器材是______（填寫選項前的字母）．
（2）對重物B質(zhì)量的選擇要求是______（填寫選項前的字母）．
A．質(zhì)量大一些
B．質(zhì)量小一些
（3）主要實驗步驟
A．用天平分別測出小車及重物的質(zhì)量為M、m
B．按圖安裝好裝置：將帶滑輪的平板水平放置，掛重物后，細(xì)繩須與木板平行
C．將小車?yán)量拷螯c(diǎn)計時器，接通電源，釋放小車
D．關(guān)閉電源、取下紙帶，并重復(fù)多次，得到兒條打點(diǎn)紙帶．選用點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理實驗中有一重大疏漏，請指出并改正______．
（4）數(shù)據(jù)處理
將改正實驗疏漏后得到的紙帶，去掉前面比較密集的點(diǎn)，選擇點(diǎn)跡清晰且便于測量的連續(xù)點(diǎn)0-6，測出各點(diǎn)間距離如圖（b）所示，已知電火花計時器的打點(diǎn)周期為T，要驗證在第l點(diǎn)與第5點(diǎn)時系統(tǒng)的機(jī)械能相等，則在誤差范圍內(nèi)應(yīng)滿足關(guān)系______

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