圖解物理(二)用頻閃照片研究物體運動

2020-12-04 圖解物理

一、什麼是頻閃照片;

通過頻閃攝影的方法得到的照片稱為頻閃照片。頻閃攝影是藉助於電子閃光燈的周期性閃光(每隔相等時間閃光一次),在一個畫面上記錄物體連續運動的過程,頻閃的周期和頻率互為倒數。根據頻閃照片,可以研究物體速度、加速度等變化情況。

根據需要選擇頻閃攝影所用頻率,若每秒閃光次數達到上百次時,畫面會出現重疊、畫面更具動感,物體連續運動的過程在一張圖片上展現出來。而如果是研究物體運動,則不需要出現重疊情況,顧頻閃的頻率也較低。

二、頻閃照片欣賞

三、用頻閃照片研究物體運動

1、勻變速直線運動

如圖所示為某輛汽車制動過程的頻閃照片,汽車勻速運動到A位置時照相機開始拍照,以後汽車沿直線向右運動的過程中,照相機每隔0.5 s拍照一次,且汽車到達B位置時開始制動.仔細觀察頻閃照片,求:

汽車在水平路面上行駛的頻閃照片

(1) 汽車勻速運動時的速度大小;

(2) 汽車制動過程的加速度大小;

(3) 汽車從開始制動到靜止所運動的距離.( 保留三位有效數字)

2、自由落體運動

由此頻閃照片可計算物體下落過程中經過各點的速度以及自由落體運動的加速度,假設一塊磚的厚度是d,那麼求加速度的表達式是gT=d;3位置的速度表達式是7d/2T;4位置的速度表達式是9d/2T;根據此圖還能判斷出1不是物體最開始下落的點,故改點的速度不等於零,那麼3的速度也就不能寫成2gT

3、平拋運動

根據平拋運動和自由落體的頻閃照片可以證明平拋運動的兩個分運動分別是豎直方向的自由落體運動和水平方向上的勻速直線運動,同時還能計算平拋運動的初速度

4、彈簧陣子

5、單擺

從圖中可分析,當球從最高點擺到最低點的過程中,速度越來越大,兩側最高點位置等高,說明擺動過程中小球機械能守恆。

6、碰撞

下面兩圖是氣墊導軌上兩滑塊碰撞的頻閃照片,頻閃照片的頻率為10 Hz。圖甲中的兩個滑塊開始時挨在一起,它們之間有一個用線系住的彈性金屬片,線斷後,兩滑塊向相反方向運動(圖乙)。根據照片記錄的信息,可知彈性金屬片將左右兩滑塊彈出後,左邊滑塊的動量大小為________kg·m/s,右邊滑塊的動量大小為________kg·m/s,由此可得到的結論為________。

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