Question

如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光脈沖測(cè)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(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示．若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計(jì)脈沖數(shù)為N，則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)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=______．

Answer 1

因?yàn)锽在單位時(shí)間內(nèi)接到的脈沖數(shù)為n，每個(gè)間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=

1

n

，
設(shè)一周有P個(gè)齒，則有P個(gè)間隙，那么轉(zhuǎn)動(dòng)周期T=Pt=

p

n

，
∴小車的線速度為：v=

2πR

T

，聯(lián)立各式得：v=

2πRn

P

，所以要求車速必須測(cè)量出車輪的半徑R和齒輪數(shù)P．
當(dāng)脈沖總數(shù)為N時(shí)，則經(jīng)過(guò)的時(shí)間t_總=Nt=

N

n

，
所以小車的行程為：s=vt_總=

2πRN

P

．
故答案為：車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P；

2πRn

P

；

2πRN

P

．