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高中 | 传感器及工作原理题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-2
第六章 传感器
6.1 传感器及其工作原理
传感器及工作原理
某实验小组正在做“测量做直线运动物体的瞬时速度”和“用$\rm DIS$测定运动物体的位移和速度”
在“用$\rm DIS$测定运动物体的位移和速度”的实验中,还常用位移传感器,它是由 和 两部分组成。
在“用$\rm DIS$测定运动物体的位移和速度”的实验中,还常用位移传感器,它是由发射器和接收器两部分组成;
在做“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验过程中,用如图所示的实验装置中所用传感器的名称叫 传感器,可以测量 。实验时还需要将 输入计算机,最终获得物体的速度。
在做“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验过程中,用如图所示的实验装置中所用传感器的名称叫光电门传感器,可以测量挡光时间。实验时还需要将挡光片宽度输入计算机,最终获得物体的速度。
该实验中选择不同宽度的挡光片,由宽变窄逐次实验,挡光片越窄,测得的平均速度 (选填“越大”或“越小”或“不变”),每次实验中应使小车从轨道的 由静止释放。其理由是保证小车 ,从而比较不同宽度挡光片测得的平均速度的差别。
根据$v=\dfrac{d}{\Delta t}$可知,挡光片越窄,测得的平均速度越小,为了保证小车的挡光片的一端到达光电门的速度相同,则每次实验中应使小车从轨道的同一位置由静止释放。
采用不同宽度的遮光片做了三次实验,研究小车经过光电门的瞬时速度,并对测量精确度加以比较。
次数 | 挡光时间内的位移$\Delta x/\rm m$ | 通过光电门的时间$\Delta \rm s$ | 平均速度$v/(\rm m/s)$ |
$1$ | $0.06$ | $0.0692$ | |
$2$ | $A$ | $0.0469$ | |
$3$ | $0.02$ | $0.837$ |
由上述表格可知,$A=$ ,挡光片前缘经过光电门时小车的瞬时速度为 $\;\rm m/s$。(均保留到小数点后两位)
由表格可知$A=0.04\;\rm m$
挡光片前缘经过光电门时小车的瞬时速度为$v=\dfrac{\Delta x}{\Delta t}=\dfrac{0.04}{0.0469}\ \text{m/s} \approx 0.85\;\rm \text{m/s}$
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