Question

如圖6－6－15所示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          .

Answer 1

小車的速度v、行程s、車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P，，

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= 2aRK．若齒輪的齒輪數(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)齒數(shù)轉(zhuǎn)動圈數(shù)為．由于齒輪與車輪同軸相連，他們在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動圈數(shù)相等，即K=．由以上兩式可得
同理，設(shè)車輪轉(zhuǎn)動的累計圈數(shù)為K，則有,且, 故
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和累脈沖量N外，還必須測出車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P.