子弹速度的测量方法

子弹速度的测量方法

江西省都昌县第一中学李一新

子弹是物理学上的一个常见模型。子弹的速度很大，一般不易直接测量，只能借助于其它辅助手段来进行间接测量。利用中学阶段的一些物理知识，可用下列几种方法进行测量。

一、双薄板法

让子弹水平穿过两个薄板，留下两个洞，通过测量两个洞的高度差及两薄板的距离，从而测出子弹的速度。

例1如图1所示，A、B是两块竖直放置的薄纸片，子弹m以水平初速度v0自A处平抛穿过A后再穿过B，在两块纸片上穿过的两个孔高度差为h，A、B之间的距离为l，则子弹的初速度是多少？

解析：设子弹的初速度为v0，穿过A、B两纸片的时间为t。

由水平方向的匀速运动得：①

竖直方向的自由落体运动得：②

联立①②两式可得子弹的初速度为。

例2如图2所示，是测量子弹离开枪口时的速度的装置，子弹从枪口水平射出，在飞行途中穿过两块竖直平行放置的薄板P、Q，两板相距为l。P板距枪口的水平距离为s，

测出子弹穿过两薄板时留下的C．D两孔间的高度差为h，不计空气及薄板阻力，根据以上给出的数据，求子弹离开枪口时的速度v0。

解析：设子弹射到C孔的时间为t1，到D孔的时间为t2。在水平方向上：

，①

②

在竖直方向上：

③

由①②③式可得子弹离开枪口时的速度：。

点评：上述方法是利用平抛运动的知识来测量的。由于子弹的速度很大，例1中两孔的高度差h是很小的，较难测量，例2则弥补了此缺陷。

二、旋转圆筒法

让子弹穿过匀速旋转的圆筒，由于子弹的速度很大，可看成是匀速直线运动，在匀速旋转的圆筒上留下子弹穿过的孔，通过匀速圆周运动的知识求出子弹穿过圆筒的时间，从而测出子弹的速度的方法。

1．一孔法

例3如图3所示，直径为d的圆筒绕中心轴作匀速圆周运动，角速度为ω，枪口发射的子弹沿直径匀速穿过圆筒。若子弹穿出后在圆筒上只留下一个弹孔，则子弹运动的速度可能为多少？

解析：子弹穿过圆筒后作匀速直线运动，当它再次到达圆筒壁时，若原来的弹孔也恰

好转到此处，则在圆筒上只留下一个弹孔。所需的时间为，其

中n=1，2，3……，则子弹的可能的速度为，其中n=1，2，3……。

2．两孔法

例4如图4所示，直径为d的纸质圆筒以角速度ω绕轴匀速转动，枪口对准圆筒上a 点沿直径方向发射一颗子弹，在圆筒旋转不到半圈的时间内，子弹恰好从b点穿出。已知aO和bO之间的夹角为θ弧度，则子弹的速度v是多少？

解析：根据题意可知，圆筒不转，子弹将直接打在a’上；圆筒转动，子弹打在b点上，则子弹在圆筒内运动的时间等于圆筒转过（π－θ）角所用的时间，所以子弹的速度为：

。

点评：上述两方法是利用子弹的匀速直线运动和圆筒的匀速圆周运动相结合来测量的。缺陷是，子弹在圆筒中实际是作平抛运动。

三、旋转双圆盘法

让子弹水平穿过两个间隔一定距离的同轴转动的圆盘，子弹在水平方向作匀速直线运动，根据穿过两圆盘孔的角度，利用匀速圆周运动的知识求出时间，从而测出子弹的速度的方法。

例5为了测定子弹射出枪膛时速度，在一根水平放置的轴杆上固定着两个薄圆盘a、b，a、b平行相距2m，轴杆的转速为3600r/min，子弹穿过两盘留下两个弹孔c、d，测得两孔所在的半径间的夹角为30°，如图5所示，则该子弹出膛速度v是多少？

解析：如图5所示，在子弹击穿薄圆盘a时刻，子弹、圆盘a和圆盘b均在同一竖直平面内，子弹在圆盘a和圆盘b之间飞行时，圆盘a、圆盘b均在匀速转动，当子弹击穿圆盘b时bO’已转到了图6的位置，则子弹在圆盘a和圆盘b之间的飞行时间等于圆盘b 转动30°角所用的时间，故子弹的速度为

。

点评：此方法是利用子弹的平抛运动和圆盘的匀速圆周运动相结合来测量的。克服了旋转圆筒法子弹在圆筒中作平抛运动的缺陷。

四、冲击摆法

让子弹射入一个悬挂的沙摆内，通过测出沙摆的最大摆角，从而测出子弹的速度的方法。

例6冲击摆是一种用来测量子弹速度的装置。如图7所示，将质量为m1的沙箱用绳悬挂起来，使它只能摆动不能转动。设绳长为L，开始时沙箱静止，将质量为m2，速度为v 的子弹沿沙箱能摆动的方向射入后，子弹和沙箱一起运动。现测出沙箱偏离平衡位置的最大角度为α，试计算子弹入射前的速度v。

解析：以子弹和沙箱为系统，设它们共同的速度为u，由动量守恒定律得：

①

子弹射入沙箱后向右摆动到最大角度α时，由机械能守恒定律得：

②

联立①②两式可得子弹入射前的速度：。

点评：此方法是利用动量守恒定律和机械能守恒定律的知识来测量的。关键是要准确地测出最大偏角。

五、摩擦阻碍法

让子弹先射入一木块中，测出它们一起在水平面上滑行的距离，从而测出子弹的速度。

例7 质量m的子弹以速度v0射入一个放在水平桌面上的木块中，并且陷入木块内，如图8所示，木块质量为M，子弹与木块以共同速度在桌面上滑动x距离后停止，设木块与桌面间的动摩擦因数为μ，求子弹的速度v0。

解析：设子弹射入木块后的共同速度为v，在子弹射入的过程中由动量守恒定律得：

①

共同滑行至停止过程中由动能定理得：

②

由①②两式可得子弹的速度为：

。

点评：此方法是利用动量守恒定律和动能定理的知识来测量的。

六、抛体法

先让子弹射入停在水平桌边缘的木块内，然后一起作平抛运动，测出木块离地的高度和水平距离，从而测出子弹的速度。

例8质量为m的子弹以v0水平射入一个停放在水平桌边缘的木块内，并留在其中，如图9所示，木块质量为M，离地的高度为h，木块落地点到桌边的水平距离为x，求子弹的速度v0。

解析：设子弹射入木块后的共同速度为v，在子弹射入的过程中由动量守恒定律得：

①

子弹射入木块后一起作平抛运动，设落地时间为t，则：

水平方向：②

竖直方向：③

由①②③式可得子弹的速度为：

。

点评：此方法是利用动量守恒定律和平抛运动的知识来测量的。

七、反冲法

子弹在射出枪口时，枪身会向后反冲，测出在某一时间内发射子弹时，枪身的反冲力，从而测出子弹的速度。

例5为了测定机枪子弹的发射速度，把机枪放在小车上，小车紧靠在弹簧测力计上，当机枪每秒钟发射10发子弹时，从测力计上读出后座的反冲力的平均值为72 N，若每发子弹的质量为9g，求子弹离开机枪时的速度。

解析：设每颗子弹的质量为m，，取弹簧测力计对小车的作用力方向为正方向，由动量定理得：

则子弹的速度为：

点评：此方法是利用动量定理的知识来测量的。

CAD测量连续线段长度的简单办法(1)

测量CAD图中多条线段长度的简单办法 由于在Cad中没有连续测量线段长度的命令，多数人都是利用查询直线命令，将线段一段一段的测量再通过计算器相加，很是麻烦，现介绍两种更为简单实用的多线段测量方法。 1.利用PL命令测量多条线段长度： 使用多段线（pline)命令快捷健pl，连续在测量点上画线，再用(list)快捷健li命令点这条线确认就会出现该线的属性，可以看到该线段的总长度和该线段区域的面积。 2.利用PE命令测量线段多条线段的长度： 输入：PE回车确认，M回车确认，连续点选要测量的线段后回车确认，Y回车确认，J（闭合）回车二次确认，若线段出现闭合需要再输入O将闭合打开。此时所有欲测量的线段已经连接为一条多线段，再输入 li(list)，就可以看到线段的总长度和该线段区域的面积了。 1

附录：需要熟记的CAD常用快捷键 一、常用功能键 F1: 获取帮助 F2: 实现作图窗和文本窗口的切换 F3: 控制是否实现对象自动捕捉 F4: 数字化仪控制 F5: 等轴测平面切换 F6: 控制状态行上坐标的显示方式 F7: 栅格显示模式控制 F8: 正交模式控制 F9: 栅格捕捉模式控制 F10: 极轴模式控制 F11: 对象追踪式控制 二、常用字母快捷键 A: 绘圆弧 B: 定义块 C: 画圆 D: 尺寸资源管理器 E: 删除 F: 倒圆角 G: 对相组合 H: 填充 I: 插入 S: 拉伸 T: 文本输入 W: 定义块并保存到硬盘中 L: 直线 M: 移动 X: 炸开 V: 设置当前坐标 U: 恢复上一次操做 O: 偏移 P: 移动 Z: 缩放 AA: 测量区域和周长(area) AL: 对齐(align) 2

速度测量方法概述

速度测量方法概述 一、速度测量方法 M法是测量单位时间内的脉数换算成频率，因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题，可能会有2个脉的误差。速度较低时，因测量时间内的脉冲数变少，误差所占的比例会变大，所以M法宜测量高速。如要降低测量的速度下限，可以提高编码器线数或加大测量的单位时间，使用一次采集的脉冲数尽可能多。 T法是测量两个脉冲之间的时间换算成周期，从而得到频率。因存在半个时间单位的问题，可能会有1个时间单位的误差。速度较高时，测得的周期较小，误差所占的比例变大，所以T法宜测量低速。如要增加速度测量的上限，可以减小编码器的脉冲数，或使用更小更精确的计时单位，使一次测量的时间值尽可能大。 M法、T法各且优劣和适应范围，编码器线数不能无限增加、测量时间也不能太长(得考虑实时性)、计时单位也不能无限小，所以往往候M法、T法都无法胜任全速度范围内的测量。因此产生了M法、T法结合的M/T 测速法：低速时测周期、高速时测频率。 二、光电编码器 1、工作原理 光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º；的两路脉冲信号。

2、倍频电路 倍频电路一般是指电机反馈变频器的倍频，一般4倍频居多。举个例子，如果电机装了一个1000线编码器，如果在没有倍频的情况下，电机每转一圈可输出1000个脉冲；如果经过4倍频电路处理，则可以得到一圈4000个脉冲的输出，电机一圈为360°，所以每个脉冲代表的位置为360°/4000，相比360°/1000, 分辨率为4倍。 3、频压转换 在测量转速（频率）时，目前多采用数字电路，但有些场合则需要转速（频率）的变化与模拟信号输出相对应，这样便可在自动控制系统实验中用频/压转换器件代替测速发电机，从而使实验设备简化。

重力加速度多种测量方法的讨论汇总

分类号： 密级：毕业论文（设计） 题目:重力加速度多种测量方法的讨论系别: 专业年级: 姓名: 学号: 指导教师: 2015年06月03日

原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：日期：

关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属吕梁学院。本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为吕梁学院。本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为吕梁学院。 论文作者签名：日期： 指导老师签名：日期：

摘要 物理学的产生和发展都离不开实验，而对于一个相同的物理量来说，可以有不同的测量方法和测量途径。本论文主要是研究用弹簧测力计和天平组合测量法、水滴法、单摆法、打点计时器法来测量重力加速度。并分别从以下几个方面来对这四种实验进行讨论：实验原理理解的难易程度、操作过程的繁易程度、是否适合自身条件、是否适合测量当地的重力加速度、每个实验所产生误差的原因。通过对前边四种实验的理解，结合自己的实验条件，设计出了一个用小球和细管的组合来测量重力加速度的方法。并多次做了这个实验，并把实验的结果与前边四种实验方法进行比较，比较了这几种方法的优点缺点以及测量的精确度。最后对这几种测量方法进行分析归纳，总结出这几种实验方法的利与弊，找出了一种既方便又能精确测量当地重力加速度的方法。 关键词：重力加速度；实验；测量方法

高中物理子弹问题

a b O 1. 某实验小组设计了如图甲所示的理论装置验证“碰撞中的动量守恒”.用一飞 行的子弹击穿旋转的纸筒后，击中放在桌边缘的木块并停留在其中，忽略子弹击穿纸筒时能量的损失.现测得纸筒转动的角速度为ω，半径为R.子弹从A 点穿入，在纸筒旋转一周后从B 点穿出，θ=∠OB A / （如图乙所示）.桌面高度为h ，子弹与木块的水平 射程为s ，子弹与木块的质量分 别为m 1、m 2. （1）验证动量是否守恒只需判断 ______________和 ______________是否相等即 可.（填题中所给已知量表示的代数式）（2）该实验装置在实际操作过程中是否可行？___________________（并回答可行或不可行的原因）. 2. 如图半径为R 的大圆盘以角速度ω旋转，如图，有人站在盘边P 点上，随盘转动．他想用枪击中在圆盘中心，的目标O ，若子弹速度为v o ，则（ ） A ．枪应瞄准目标O 射击 B ．应瞄准PO 的左方偏过θ角射击，且sin θ= wR/v0 C ．应瞄准PO 的左方偏过θ角射击，且tan θ= wR/v0 D ．应瞄准PO 的右方偏过θ角射击，且cos θ = wR/v0 3.如图所示，直径为d 的纸制圆筒，使它以角速度ω绕轴O 匀速转动，然后把枪口对准圆筒，使子弹沿直径穿过圆筒，若子弹在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a,b 两弹孔，已知ao,bo 夹角为φ，则子弹的速度是 _____________ 4．如图所示，直径为d 的纸制圆筒，以角速度m 绕中心轴匀速转动，把枪口垂直圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，则子弹的速度不

CAD测量连续线段的简单办法

测量CAD图中多条线段xx的简单办法 由于在Cadxx没有连续测量线段xx的命令，多数人都是利用查询直线命令，将线段一段一段的测量再通过计算器相加，很是麻烦，现介绍两种更为简单实用的多线段测量方法。 利用PL命令测量多条线段xx: 使用多段线（pline）命令快捷健pl,连续在测量点上画线，再用（list）快捷健li命令点这条线确认就会出现该线的属性，可以看到该线段的总长度和该线段区域的面积。 利用PE命令测量线段多条线段的xx: 输入：PE回车确认，M回车确认，连续点选要测量的线段后回车确认，Y 回车确认，J （闭合）回车二次确认，若线段出现闭合需要再输入0将闭合打开。此时所有欲测量的线段已经连接为一条多线段，再输入li（list），就可以看到 线段的总长度和该线段区域的面积了。 附录：需要熟记的CAD常用快捷键 常用功能键 F1:获取帮助 F2:实现作图窗和文本窗口的切换 F3:控制是否实现对象自动捕捉 F4:数字化仪控制 F5:等轴测平面切换 F6:控制状态行上坐标的显示方式 F7:栅格显示模式控制

F8:正交模式控制 F9:栅格捕捉模式控制 F10:极轴模式控制 F11:对象追踪式控制 常用字母快捷键 A:绘圆弧 B:定义块 C:画圆 D:尺寸资源管理器 E:删除 F:倒圆角 G:对相组合 H:填充 I:插入 S:拉伸 T:文本输入 W:定义块并保存到硬盘中L:直线 M:移动 X:炸开

V:设置当前坐标 U:恢复上一次操做 O:偏移 P:移动 Z:缩放 AA:测量区域和周长(area) AL:对齐(alig n) AR:阵列(array) AP:加载*lsp程系 AV:打开视图对话框(dsviewer) SE:打开对相自动捕捉对话框ST:打开字体设置对话框(style) SO:绘制二围面(2d solid) SP:拼音的校核(spell) SC:缩放比例(scale) SN:栅格捕捉模式设置(snap) DT:文本的设置(dtext) DI:测量两点间的距离 01:插入外部对相 常用CTRL快捷键

基于单片机的汽车速度测量系统设计说明

专业技能实训报告 题目基于单片机的汽车速度测量系统设计 学院信息科学与工程学院__________ 专业________________ 通信工程 ____________ 班级_______________ 通信0902 __________ 学生__________________ 彭元 ______________ 学号20091221 _________________ 指导教师__________________________________

二?一二年一月三日 1前言 (2) 2总体设计 (3) 2.1 设计方案 (3) 22主要容 (3) 3单片机速度测量系统 (4) 3.1单片机速度测量原理 (4) 3.2单片机速度测量系统结构框图 (4) 4 系统硬件设计 (5) 4.1传感器的选用 (5) 4.1.1 霍尔传感器的基本工作原理 (5) 4.1.2 CS3020 霍尔传感器 (6) 4.1.3 霍尔传感器的硬件连接 (7) 4.2 MCU控制系统设计 (8) 4.2.1 CPU 的选用 (8) 4.2.2 AT89S51 主要特性和引脚说明 (8) 4.2.3 MCU 最小系统设计 (10) 4.3 LED数码管显示器 (11) 4.4 单片机测速系统总原理图 (11) 5系统软件设计 (12) 5.1 程序流程图 (12) 5.2 程序功能 (14) 结语 (15) 参考文献 (16) 附录 (16)

1前言 随着信息技术的不断发展，单片机在测量系统中得到了广泛的应用。速度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量。速度的测量方法有许多种，但在不同的应用环境下，相应的测量方法有它自己的特点和误差。因此对单片机速度测量系统的研究有着重要的目的和意义。本设计采用AT89S51单片机作为主要控制核心，应用霍尔传感感器采集信号，经过单片机定时计数并运用一个算法测量出汽车行驶速度，最终用4位位的在以上建的系统的基础上LED数码管显示其测量结果，具有较高的实用价值。

19：对六种瞬时速度测量方法的研究

专题十七：对六种瞬时速度测量方法的研究 方法一：直接测微小位移和微小时间法 对运动物体我们可采用光电计时器、照相机、超声波测速仪等工具来记录物体在微小时间内的位移。具体如下： 1）、光电计时器测速 1：光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，图中MN 是水平桌面，Q 是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块d 从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为22.510s -?和21.010 s -?，小滑块d 的宽度为0.5cm 。可测出滑块通过光电门 1的速度v 1=__ ___m/s ，滑块通过光电门2的速度v 2=__ ___m/s 。 2）、照相机拍照测速 2：“神舟”六号载人飞船的发射时，某记者为了拍摄飞船升空的美好瞬间,采用照相机的光圈(控制进光量的多少)是16，快门（暴光时间）是1/60s 拍照，得到照片中飞船的高度是h ，飞船上“神舟六号”四字模糊部分的高度是ΔL ，已知飞船的高度是H 。由以上数据可粗略求出拍照瞬间飞船的瞬时速度。 3）、超声波反射测速 3.下图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的时间差，测出汽车的速度。图中是测速仪发出的超声波信号，n 1、n 2分别是由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p 1、、p 2之间的时间间隔Δt ＝1.0s ，超声波在空气中传播的速度是V ＝340m/s ，若汽车是匀速行驶的，则根据图可知，汽车在接收到p 1、、p 2两个信号之间的时间内前进的距离是 m ，汽车的速度是____ ____m/s 方法二：测匀变速直线运动位移时间法 1）、打点计时器测速 2）、频闪照片测速 例如：如图所示，是利用频闪照相研究自由落体运动的示意图．闪光频率为10Hz 的闪光器拍摄的照片中A 球有四个像，像间距离已在图中标出，单位为cm ，可以计算出A 球在3位置的速度 2m/s ． 方法三：用平抛或竖直上抛 方法四：电磁感应规律测速法：依据电磁感应定律可将速度测量转化为电压或电流等电学量的测量。 例如：电磁流量计是广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间通过管 内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道.其 中空部分长,宽,高分别为图中的a,b,c.流量计两端与输送流体的管道相连, （图中虚线）.图 中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感强度为B

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 课程名称：大学物理（） 实验名 称： 速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证 实验形式：在线模拟+现场实践 提交形式：提交书面实验报告 学生姓学号： 年级专业层次：高起专 学习中心：________ 提交时间：2016 年6 月15 日

、实验目的 1.了解气垫导轨的构造和性能，熟悉气垫导轨的调节和使用方法。 2?了解光电计时系统的基本工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。 4?从实验上验证F=ma的关系式，加深对牛顿第二定律的理解。 5?掌握验证物理规律的基本实验方法。 二、实验原理 1速度的测量 一个作直线运动的物体，如果在t~t+ △时间内通过的位移为\x x~x+ Ax ,则该物体在 1F =—— At时间内的平均速度为亠，△越小，平均速度就越接近于t时刻的实际速度。当 A t T 时，平均速度的极限值就是t时刻（或x位置）的瞬时速度 ir = lim ------------------——— （1） 实际测量中，计时装置不可能记下 A t T0勺时间来，因而直接用式（1）测量某点的速 度就难以实现。但在一定误差范围内，只要取很小的位移Ax测量对应时间间隔At就可 以用平均速度订近似代替t时刻到达x点的瞬时速度r。本实验中取Ax为定值（约10mm ）, 用光电计时系统测出通过Ax所需的极短时间A,较好地解决了瞬时速度的测量问题。 2.加速度的测量 在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门，分别测出滑块经过这两 个位置时的速度v1和v2。对于匀加速直线运动问题，通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系，就可以实现加速度a的测量。 （1）由■- "-+■-测量加速度 在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过 两个光电门之间的时间为t21，则加速度a为 (2) （2）根据式（2）即可计算出滑块的加速度。 （3）由厂测量加速度 设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度，S是两个光电门之间距离，则加速度a为 根据式（3）也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

转速(速度)测量方案

转速(速度)在线测量方案选择时，一般要考虑的问题有以下几点： 1. 被测物体运动的速度范围； 超低速(0. 0 2 ?2.00r/min) 低速(0.5 ?500r/min) 中高速(10 ?20000r/min) 高速(500 ?200000r/min) 超高速(500 ?600000r/min) 全速(0.020 ?600000r/min) 2. 被测物体可测点几何形状； 轴(光轴/带孔/带槽/带销/叶片) 传动齿轮/ 皮带 3. 环境条件； 4. 动态/ 静态显示、记录、控制； 5. 误差、响应时间、输出控制形式等；测速范围作为基本参数，直接关系到传感器和测速仪的选择；比如 在20?20000r/min 这一测速范围，函盖了低速、中高速，满足这一测速范围的传感器和测速仪表品种比较多；如果测速范围在 20r/min 以下，甚至0.1r/min 以下, 这就是超低转速测量，不是普通的传感器和测速仪表能满足的了。 被测物体可测点几何状况及环境条件，往往是传感器和测速仪的最大制约因数。比如一 种微型电机，被测旋转轴直径只有1.5mm,只有端面露在外面，且此轴没有负载能力，如何检 测？再如被测物体转速0.10?2.00r/min,要求测量仪表输岀4?20mA的标准信号，测量环境 70摄氏度，这就要求传感器和测速仪不光满足测速范围的要求，还要满足环境温度的要求。

被测物体可测点几何形状，关系到适用传感器的品种，可测点周边空间关系到选用传感器的可安装性，可测点环境关系到传感器和仪表的耐受特性。 动态测量和静态测量，关系到测量方法和瞬时转速的概念，静态测量一般选用的采样时间为0.5秒到2秒，超低转速时，可延时到60秒。动态测量一般采样时间选择小于0.1秒, 高速采样时，要求采样时间不超过0.02秒。 在线测量有时作为观测手段，只需要显示；有时作为反馈，用于系统调节，有时用于报警控制。 误差、响应时间、输出控制形式，直接关系到测量目的能否达到。 以上决定转速（速度）在线测量方案选择的几点要素，主要针对安装以及测速范围与环 境条件等方面的适用性；在线测量方案还要求简单可靠，经济有效。 从传感器的安装方式来分，有接触式和非接触式两种；按传感器的类别来分，就有磁电、磁敏、光电（光纤）、霍尔等方式，下面先从这两个侧面来介绍转速传感器的选用方案：方案1:接触式测量 这种测量方式一般适用中、低转速的测量。传感器与被测旋转轴，通过弹性联轴器连接，传感器安装固定时，要求出轴与被测旋转轴尽量保持同一条直线，在较高速时尤其严格。

重力加速度测量的十种方法

重力加速度测量的十种方法 方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量 将已知质量为m的钩码挂在弹簧秤下，平衡后，读数为G.利用公式 G=mg得g=G/m. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、用单摆测量（见高中物理学生实验） 方法四、用圆锥摆测量.所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h（见图1），用秒表测出摆球n转所用的时间t，则摆球角速度ω=2πn/t 摆球作匀速圆周运动的向心力F=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：

g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值. 方法五、用斜槽测量，所用仪器为：斜槽、米尺、秒表、小钢球. 按图2所示装置好仪器，使小钢球从距斜槽底H处滚下，钢球从水平槽底末端以速度v作平抛运动，落在水平槽末端距其垂足为H′的水平地面上，垂足与落地点的水平距离为S，用秒表测出经H′所用的时间t，用米尺测出S，则钢球作平抛运动的初速度v=S/t.不考虑摩擦，则小球在斜槽上运动时，由机械能守恒定律得：mgH=mv2/2.所以g=v2/2H=S2/2Ht2，将所测代入即可求得g值. 方法六、用打点计时器测量.所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 将仪器按图3装置好，使重锤作自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的P点，用米尺测出OP的距离为h，其中t=0.02 秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.

基于单片机速度测量系统的设计

基于单片机计速器的设计 摘要：随着信息技术的不断发展，单片机在测量系统中得到了广泛的应用。速度是一个系统经常需要测量、控制和保持的量。速度的测量方法有许多种，但在不同的应用环境下，相应的测量方法有它自己的特点和误差。因此对单片机速度测量系统的研究有着重要的目的和意义。本设计采用AT89S51单片机作为主要控制核心，应用霍尔传感器采集信号，经过单片机定时计数并运用一个算法测量出汽水行驶速度，最终用4位LED数码管显示其测量结果,具有较高的实用价值。本文的优点是充分发挥了单片机的性能，硬件电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高，成本低等特点。 关键词：单片机；速度测量；霍尔传感器；LED

目录 1总体设计 (1) 1.1系统设计方案论证 (1) 1.2本系统设计的主要内容 (1) 2单片机速度测量系统 (2) 2.1单片机速度测量原理 (2) 2.2单片机速度测量系统结构框图 (2) 3系统硬件设计 (2) 3.1.2 CS3020霍尔传感器 (4) 3.1.3霍尔传感器的硬件连接 (5) 3.2 MCU控制系统设计 (6) 3.2.2 A T89S51主要特性和引脚说明 (6) 3.2.3 MCU最小系统设计 (9) 3.3 LED数码管显示器 (10) 3.4单片机测速系统总原理图 (11) 4系统软件设计 (12) 4.1程序流程图 (12) 4.2 程序功能 (13) 4.3 程序调试 (14) 参考文献 (15) 附录 (15)

1总体设计 1.1系统设计方案论证 现在测量速度的方法有很多，可以采用不同的器件做出多种测速器。在这里讨论了两种方案。 方案一：光电式脉冲发生器。 主要由光源、光敏器件和遮光盘组成。水轮旋转带动遮光盘旋转，当遮光盘没有遮住光源时，光源的光射到光敏器件上，光敏器件中有电流流过，于是在输出端产生电压输出。其脉冲频率与水速成正比，经过单片机处理后，即可得出水的速度。这种光脉冲发生装置，在转换速度较高的情况下，由于水流动中的振动引起的光脉冲干扰等问题不好解决，现在采用的不多。 方案二：磁电式脉冲发生器。 将导磁材料的齿轮固定在转轴上，对着齿轮端面固定一块磁钢，霍尔元件贴在磁钢的一个端面上，随着齿轮转动，元件的输出呈周期性变化，经整形和放大后输出方波脉冲。霍尔传感器输出频率与转速成正比，此信号经单片机处理后，即可得出水流的速度。 本设计测量要求稳定性好，灵敏度高和精度高，而且对水流速度的测量要求传感器能够适应各种各样的环境。所以这里选择方案二。其原因还有三点：其一是霍尔传感器输出信号电压幅值不受转速的影响；其二是频率响应高，其响应频率高达20kHz，相当于水速为1000km/h时所检测的信号频率；其三是抗电磁波干扰能力强。 根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和M/T法(频率周期法)。测频法一般用于高速测量，在转速较低时，测量误差较大；而测周期法一般用于低速测量，速度越低测量精度越高，但在测量高转速时，误差较大；频率周期法结合了上面两种方法的优点，但是此种方法要求单片机有3个定时/计数器。考虑上面三种因素，该系统选择测频法。 1.2本系统设计的主要内容 根据上面选择的方案，本设计主要内容由以下三大部分组成： 一、信号的采集。这部分主要是用霍尔转速传感器采集水轮转速的信号，并将采集的信号传给单片机。 二、单片机数据处理。这部分主要是使用51系列单片机采用适当的算法来编程快速准确地对采集的数据进行相关运算并得出结果。此部分是本设计的重点和难点。 三、LED数字显示。这部分主要是对测得的结果通过4位LED数码管显示给用户。

测量子弹速度三法

测量子弹速度三法 刚出枪膛的子弹由于飞行快而速度大小难以测量，但若能巧妙运用我们已学的知识则可解决这一难题。 一、运用平抛运动模型测速度 例1. 如图1所示，A、B是两块竖直放置的薄纸片，子弹m以水平初速度穿过A后再穿过B，在两块纸片上穿的两个沿竖直高度差为h，A、B间距离为L，则子弹的初速度多大？ 解析：由平抛运动知识可知，子弹水平方向飞行L的时间即为子弹在竖直方向自由下落的时间，故有 点评：此法巧妙地解决了子弹运动一小段距离所需极短时间的测量难题，从而使测子弹速度变成可能。由于薄纸片对子弹飞行速度影响几乎为零，所以此法测量误差很小。 二、运用匀速圆周运动模型测速度 例2. 如图2所示，直径为d的纸质圆筒以角速度ω绕轴匀速转动，枪口对准圆筒上a点沿直径方向发射一颗子弹，在圆筒旋转不到半圈的时间内，子弹恰 好从b点穿出。已知aO和bO之间的夹角为θ弧度，则子弹的速度是多少？

解析：根据题意可知，圆筒不转，子弹将直接打在上；圆筒转动，子弹打在b点上，则子弹在圆筒内运动的时间等于圆筒转过所用的时间，所以 。 点评：此法测子弹速度是利用圆筒匀速转动某一角度所用时间来量度子弹运动距离d所用的时间，但由于子弹在运动过程中受到重力作用，故其在圆筒内不可能做匀速运动，所以此法误差较第一种方法大。 三、运用平抛与匀速圆筒运动两模型相结合测速度 例3. 为了测定子弹射出枪膛时速度，在一根水平放置的轴杆上固定着两个薄圆盘a、b，a、b平行相距2m，轴杆的转速为3600r/min，子弹穿过两盘留下两个弹孔a、b，测得两孔所在的半径间的夹角为30°，如图3所示，则该子弹出膛速度是多少？ 解析：如图3所示，在子弹击穿薄圆盘a时刻，子弹、盘a、盘b均在同一竖直平面内，子弹在盘a和盘b之间飞行时，盘a、盘b均在匀速转动，当子弹 击穿b盘时已转到了图4的位置，这表示子弹在盘a和盘b之间的飞行时间等于转动30°角的时间，故 。

C测量连续线段长度的简单办法

C测量连续线段长度的 简单办法 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

测量C A D图中多条线段长度的简单办法由于在Cad中没有连续测量线段长度的命令，多数人都是利用查询直线命令，将线段一段一段的测量再通过计算器相加，很是麻烦，现介绍两种更为简单实用的多线段测量方法。 1.利用PL命令测量多条线段长度： 使用多段线（pline)命令快捷健pl，连续在测量点上画线，再用(list)快捷健li命令点这条线确认就会出现该线的属性，可以看到该线段的总长度和该线段区域的面积。 2.利用PE命令测量线段多条线段的长度： 输入：PE回车确认，M回车确认，连续点选要测量的线段后回车确认，Y 回车确认，J（闭合）回车二次确认，若线段出现闭合需要再输入O将闭合打开。此时所有欲测量的线段已经连接为一条多线段，再输入 li(lis t)，就可以看到线段的总长度和该线段区域的面积了。 附录：需要熟记的CAD常用快捷键 一、常用功能键 F1: 获取帮助 F2: 实现作图窗和文本窗口的切换 F3: 控制是否实现对象自动捕捉 F4: 数字化仪控制 F5: 等轴测平面切换 F6: 控制状态行上坐标的显示方式

F7: 栅格显示模式控制 F8: 正交模式控制 F9: 栅格捕捉模式控制 F10: 极轴模式控制 F11: 对象追踪式控制二、常用字母快捷键A: 绘圆弧 B: 定义块 C: 画圆 D: 尺寸资源管理器 E: 删除 F: 倒圆角 G: 对相组合 H: 填充 I: 插入 S: 拉伸 T: 文本输入 W: 定义块并保存到硬盘中L: 直线 M: 移动 X: 炸开 V: 设置当前坐标

测量物体速度的几种方法

1 测量物体速度的几种方法 测量物体速度的方法很多，不仅可以利用电磁打点计时器和电流表，还可以利用多种脉冲信号（如：超声波脉冲、电磁脉冲、光电脉冲或激光扫描信号），还可以利用共振、干涉原理、多普勒效应等九种方法进行测量，现介绍如下. 一、 利用电磁打点计时器或电流表测量物体速度 利用电磁打点计时器测量物体速度是中学物理中最常见的，本文不再介绍；但利用电流表测量物体速度很多同学还比较陌生，现举例说明. 例1 如图1所示，变阻器滑动触头P 与某一运动的物体相连，当P 匀速滑动时，电流表就有一定的示数，从电流表的读数可得运动物体的速度.已知电源电动势E=6V ，内阻r=10Ω,AB 为粗细均匀的电阻丝，阻值R=50Ω，长度L=50cm,电容器的电容C=100F μ.某次测量电流表的读数为I=0.10mA ，方向由M 流向N ，求运动物体的速度v . [解析]由分压原理得AB 两端电压AB U = R E R r +，① AB 单位长度上的电压为AB U U L ?=，② 设t ?（极短）时间内，电容器两极板间电压的变化量和 极板上电荷的变化量分别为Uc ?和Q ?，则 Uc U v t ?=????，③ 图1 Q ?=Uc ?·C ，④ 电容器上充（放）电的电流为Q I t ?= ?.⑤ 解①-⑤得()R r L v I REC +=.⑥ 将已知数据代入⑥得v =0.1m/s.根据题目“电流表中的电流方向由M 流向N ”可知，该过程为电容器充电过程，则物体由B 向A 运动. 从⑥可以看出()R r L v I REC +=∝I ，可见电流表的读数与物体的速度成正比.当电流表用做测速时，它的刻度是均匀的. 二、 利用多种脉冲信号（如：超声波脉冲、电磁脉冲或光电脉冲信号）测量物体速度 1、利用超声波脉冲信号测量物体速度（例如：超声波测速仪、水声测位仪（声纳）） 例2(2001·上海) 如图2所示，图A 是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号.根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测物体的速度.图B 中P 1、P 2是测速仪发出的超声波信号，n 1、n 2分别是P 1、P 2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描，P 1、P 2之间的时间间隔Δt 0=1.0s,超声波在空气中传播速度是v 0=340m/s,若汽车是匀速行驶的，则根据图B 可知，汽车在接收到P 1、P 2两个信号之间的时间内前进的距离是__m,汽车的速度是__m/s.

用三种方法测量重力加速度

用三种方法测量重力加速度 朱津纬1 （1.复旦大学物理学系，上海市200433） 摘要：本实验通过手机phyphox软件，用三种方法测量了重力加速度。分别将落币法、复摆法和弹簧法所得的重力加速度结果与实际值比较，误差不超过4%。 1 引言 随着科技的发展，如今智能手机功能越来越丰富。许多应用软件全面地利用手机中传感器，可以用来实施物理实验[1,2]。其中，“phyphox”是集合了很多实验项目的应用软件。本实验将利用它来测量重力加速度。 重力加速度可通过多种方法进行测得。如单摆法[3]，多管落球法[4]，和利用自由落体的方法[5]等。在本实验中，重力加速度利用落币法、复摆法和弹簧法三种方法被测量，并与标准值比较。 2 实验原理 首先，分别介绍三种方法的理论原理。 2.1 落币法 该实验将利用“phyphox”中的“声控秒表”项目，测量硬币从不同高度?自由落体所 需的时间t。通过对t?√?数据线性拟合，得到重力加速度g=2 斜率2 。 如图1所示，硬币自由落体下落的高度为?。用水笔敲击直尺发出敲击声，设该时刻为t0。经过微小时间差Δt（与高度无关，假设为常量），硬币开始下落，设该时刻为t1。一段时间后，硬币落到地上，并发出与地面的碰撞声，设该时刻为t2。“声控秒表”测量了两次声响的时间差t=t2?t0。 由自由落体公式可知 ?=1 2g(t2?t1)2=1 2 g(t?Δt)2，(2.1) 即 t=√2 g √?+Δt。(2.2) 因此t?√?呈线性关系，斜率为√2 g 。 2.2 复摆法 图1 落币法实验示意图

该实验将利用“phyphox ”中的“单摆”项目，测量不同摆长L 复摆的摆动周期T 。通过 对T 2? L 2+bL+ b 23 (L+b 2) 数据线性拟合，得到重力加速度g = 4π 2 斜率 。 如图2所示，长度为L 的细线与宽度为b 的手机组成复摆，以杆子为轴前后摆动。设复摆的转动惯量为I ，手机（过中心水平轴）的转动惯量为I c = mb 212 。则由平行轴定理得 I =I c +m(L +b 2)2。 (2.3) 由复摆摆动周期公式得 T =2π√ I mg(L+b 2 ) =2π√ L 2+bL+ b 23 g(L+b 2 ) 。 (2.4) 因此T 2? L 2+bL+ b 23 (L+b 2) 呈线性关系，斜率为4π2g 。 2.3 弹簧法 该实验将利用“phyphox ”中的“弹簧”项目，测量悬挂不同质量重物弹簧的（平衡时的）下端位置x 和振动周期T 。通过对x ?T 2数据线性拟合，得到重力加速度g =斜率。之后，将考虑空气阻力，得到修正结果。 如图3所示，弹簧悬挂重物。设弹簧不悬挂重物时的平衡位置为x 0（是常量）、弹簧的弹性系数为k 、塑料袋重物的总质量为m 。 由受力平衡，得 mg =k (x ?x 0)。 (2.5) 再由弹簧的周期公式 T =2π√m k ， (2.6) 消去m ，得 x =g (T 2π)2+x 0。 (2.7) 图3 弹簧法实验示意图 图2 复摆法实验示意图

子弹出口速度测定

1.前言 随着科学技术的发展，军事技术也越开越先进。枪支作为军事战争中的重要工具，其质量一定要严格要求。而子弹出膛时的初速度是衡量枪支质量的重要内容。要测量子弹的初速度则需要智能传感器。 智能传感器是由传感器和微处理器 (或微计算机) 及相关的电路组成的传感器。传感器将被测量转换成相应的电信号, 然后送到信号调理电路中进行滤波、放大、模一数转换后, 送到微计算机中。计算机是智能传感器的核心, 它不仅可以对传感器测量的数据进行计算、存储、处理, 还可以通过反馈回路对传感器进行调节。由于计算机充分发挥了各种软件的功能, 可以完成硬件难以完成的任务, 从而降低了传感器的制造难度, 提高了传感器的性能, 降低了成本。 近年来, 智能传感器已经广泛应用在航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中, 特别是随着高科技的发展, 智能传感器倍受青睬, 例如它在智能机器人的领域中有着广阔的应用前景。智能传感器如同人的五官, 可以使机器人具有各种感知功能。已经实用化的智能传感器有很多种类。 本课题要设计的子弹出口速度测定仪，主要由电源电路、光电转换电路、单片机电路、数码管显示电路四部分组成，本设计依托的是H42B6光电传感器，使设计具有硬件简单、安装方便、价格便宜的特点。本文所介绍的子弹出口速度测定仪，是采用以51单片机为核心软硬结合实现检测子弹出口初速度测量的方法及实现过程。

2.系统总体方案设计 2.1 方案论证 方案一： 图2.1 方案一的方框图 方案原理：设定子弹通过一定的距离，当子弹射出时在光电转换电路中产生的2个信号使得单片机产生2个中断，这两个中断，前一个是开始计时，后一个是停止计时，通过编写程序，单片机对速度进行计算，得到速度值并显示在数码管中。 方案二： 图2.2 方案二的方框图 方案原理：子弹射出时，通过光电传感器产生信号，而产生的信号又通过比较器比较，高电平就输入单片机单路，再通过程序对速度进行计算，得到速度值并显示在数码管中。

子弹打木块问题

子弹打木块类问题 子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作为一个典型，它的特点是：子弹以水平速度射向原来静止的木块，并留在木块中跟木块共同运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一过程。 【例1】 设质量为m 的子弹以初速度v 0射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d 。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。 解析：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒： ()v m M mv +=0 从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f ，设子弹、木块的位移大小分别为s 1、s 2，如图所示，显然有s 1-s 2=d 对子弹用动能定理：22012 121mv mv s f -=? ……① 对木块用动能定理：2221Mv s f = ? ……② ①、②相减得：()() 2022022121v m M Mm v m M mv d f +=+-=? ……③ 点评：这个式子的物理意义是：f d 恰好等于系统动能的损失；根据能量守恒定律，系 统动能的损失应该等于系统内能的增加；可见Q d f =?，即两物体由于相对运动而摩擦产生的热（机械能转化为内能），等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积（由于摩擦力是耗散力，摩擦生热跟路径有关，所以这里应该用路程，而不是用位移）。 由上式不难求得平均阻力的大小：()d m M Mmv f +=220 至于木块前进的距离s 2，可以由以上②、③相比得出：d m M m s +=2 从牛顿运动定律和运动学公式出发，也可以得出同样的结论。由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动，位移与平均速度成正比：

智能小车速度测量控制系统设计

毕业教学环节成果 （2012 届） 题目智能小车速度测量控制系统设计学院信息工程学院 专业电气自动化技术 班级 学号 姓名 指导教师 2012年5月17日

目录 摘要 (1) 英文摘要 (1) 引言 ................................................................. - 2 -1 方案设计与论证 .. (3) 1.1 主控系统 (3) 1.2 电机驱动模块 (3) 1.3 测速模块 (4) 1.4 显示模块 (4) 2 系统的硬件电路 (4) 2.1 总体设计 (4) 2.2 单片机控制系统设计 (5) 2.3 电机驱动电路设计 (6) 2.4 LCD显示电路设计 (7) 2.5 键盘电路设计 (8) 2.6 测速电路设计 (8) 2.7 电源电路设计 (8) 3 系统软件设计 (9) 3.1 测速程序 (10) 3.2 显示程序 (10) 4 调试 (12) 结论与谢辞 .......................................................... - 13 -参考文献 ............................................................ - 14 -附件1．程序清单..................................................... - 15 -附件2．整体原理图................................................... - 23 -

一种单片机的速度测量系统

一种基于单片机的速度测量系统 时间：2010-03-31 14:00:15 来源：中国电子设计网作者：吴敏 1. 引言 在我室研制的某型测控系统中，遇到一弹丸状物体的初速测量要求，速度范围在0～150m/s,要求测速模块实现成本低、可靠性高，测速数据送上位机显示。 目前科研生产中采用的速度测量方法可分为两类；直接测量法和间接测量法两大类。直接测量法是通过某种测量原理或效应直接获得速度量, 如多普勒测速仪、空间滤波测速等。这种方法的最大优点是反应快、可测量瞬时速度，但设备成本高，且受到大气物理环境的限制。间接测量法是测量目标的移动距离和时间, 通过计算得到速度量, 如光电测速、光栅测速、磁栅测速和图像测速等，用于测量小型弹丸的天幕法和光幕法测速系统、用于车辆测速的激光测速仪，以及用于生产流水线上的光电脉冲测速方法等等。 根据本系统的特点，我室采用了基于光电脉冲的间接测量方法，构建了基于AT89C51单片机测速系统，并采用DDE技术、VB和组态王实现速度信息的上位机显示，满足了成本低、可靠性好的测速要求；此外本文提出的单片机与上位机数据通信方法为多种工控软件和非通用性设备的数据交换问题提供了思路。 2. 单片机测速模块的实现 a) 测速原理 在本系统中，两对光电对射管布置在弹丸的通过路径上，光电对射管间距为S，当弹丸经过遮蔽光电管1,2时，光电管1,2产生一个上升沿或下降沿，以光电管1的上升沿或下降沿作为单片机计数器的启动脉冲，启动计数器开始记时，光电管2的上升沿或下降沿作为单片机计数器的停止脉冲，计数器停止记时。此时，得到计数器的记时值n。将值n传送至上位机，已知单片机的机器周期为T，则，可在上位机内计算出弹丸在定距s内的平均速度V,为V=S/nT。见如下图1。 b) 测速部分硬件实现 如下图2硬件原理示意图，光电对射管Q1和Q2分别接入AT89C51的外部中断0和1引脚相联，Q1和Q2均为遮断式对射管（无遮断时导通，遮断时截止）。INT0和INT1均设置为下降沿触发。在INT0中断处理程序中，启动AT89C51内计数器T0开始计数，在INT1中断处理程序中，计数器T0停止计数。计数值暂存于单片机寄存器内。当单片机接收到上位机发出的取数指令时，单片机通过串口将寄存器内计

自制教具测量子弹速度

测量子弹速度 一次物理教学尝试 为落实教学改革，本人作了各方面的教学尝试。下面以“曲线运动”这章节为例，介绍一个探索性和开放性问题情境的创设。 活动：测量子弹速度 活动目的：灵活应用物理知识，设计最佳测量子弹速度方案 活动形式：小组活动 活动材料：玩具手枪、白纸、复写纸、米尺、秒表 讨论：1.测玩具手枪射出速度你能想出多少种方法?你需要何种工具? 2.你设计的测量手段有哪些优点? 3.分析实验误差产生的原因，思考如何减少误差? 4.动手做一做你设计的方案 小组评比及反思：1.归纳出每种测量子弹速度方案的优、缺点。 2.请每位同学写写探究问题的感受 探究过程： 【方案一】枪口瞄准竖直放置的白纸板，子弹射穿白纸。用秒表测时间，用直尺测子弹走直线运动路程，利用公式求出子弹射出速度v 0 =x/t,可行性分析：有学生认为白纸不易破，难找击中点，建议在白纸上垫复写纸，白纸上留下的黑点就是击中 。但更多的学生认为这个方案根本不可行，因为子弹不是走直线而是做平抛运动，v 0 =x/t只适用于物体做直线运动情况。 教师设疑：此方案不能测出v 0 吗?做平抛运动就不能用v 0 =x/t算出v 0 吗? 【方案二】用米尺测量出子弹下降高度y和水平射程x，利用平抛运动知识 可行性分析：有学生提出，测y目的是为测量运动时间，既然能用尺间接测量，当然也可用秒表直接测量，故方案一留下的疑问学生已能自行找到答案。也有学生认为时间太短，可能还来不及按秒表，误差太大。对如何减少误差，学生提出可以用重锤线辅助判断初速度方向是否水平，但本节课并无提供此仪器，学生建议可用细线固定钢笔替代。也可让子弹平抛落地运动时间越长误差越小，如：让子弹下落一层楼高等。 【方案三】让子弹做竖直上抛、竖直下抛、斜向下抛运动可测量出v 0 有学生提出用抛体运动知识求速度，经大家讨论认为可行。这方案跟上学期的内容联系起来，且不论操作难易程度，学生能提出这个方案是非常可贵的，教师应及时肯定加以鼓励。本人抓住活动的主线“如何测物体的速度”，再精心编排了下面三道习题。 练习1.子弹射穿三个等间距S放置的纸屏，若相邻两弹孔竖直间距分别为H 1 、H 2 ，求子弹的射出速度。 完成此题后，教师再提出问题“测量物体的速度还有没有其它方法?只能用抛体运动吗?能不能利用圆周运动知识测量”一句简单的过渡语，却也能再进一步开阔学生的思维。有学生可能想得更多更远，除了利用抛体和圆周运动知识外还有其它方法吗?这样，教学活动还可以后延到课外活动中去。 练习2.直杆为d的纸质圆筒以角速度ω绕轴心O匀速转动，一子弹对准圆筒并沿直径射入圆筒，子弹在圆筒上先后留下a、b两个弹孔，且∠aob=θ，则子弹的速度为多少? 引导学生分析出题眼：子弹做匀速直线运动与圆筒做匀速圆周运动的时间相同。 练习3.如图所示是一种测量一种高速粒子速度的测速器，圆柱形容器的半径为R，器壁有一槽口A，沿直径方向与A正对的位置是B，P是喷射高速粒子流的喷口，其喷射方向沿着直径，若使容器以角速度ω旋转，则喷射流可以从A槽口中进入容器，最后落在B′上，