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【高中物理·数字实验02】瞬时速度测量

发布时间：2026-10-15 11:17:41 最近访问：2026-10-15 11:17:43

【高中物理·数字实验02】瞬时速度测量

这是 PASCO 学科资源中心「高中物理数字实验」系列的第 2 篇。下面把完整器材、原理和操作都整理好了，老师可以直接照着开课；文里留了视频号位置，配套演示视频后续补上。

实验信息

适用：高中物理 · 物理1-P24-　|　类型：学生分组实验软件：PASCO 数字实验系统　|　器材：PASCO 数字实验套装

瞬时速度的测量

（一）利用光电门测物体的瞬时速度

实验目的

• 1.了解光电门测瞬时速度的基本原理；

• 2.用无线智能光电门传感器和电脑测运动物体的瞬时速度。

无线智能光电门实验中

无线智能光电门，该光电门有两个发射孔与两个接收孔，发射孔发出光束到接收孔。

在实际应用中，测瞬时速度有两种方法：

一、用运动学栅栏测瞬时速度

若已知运动学栅栏的宽度为d，光电门测出运动学栅栏通过的时间Δt，电脑可以计算出运动学栅栏通过光电门这段时间的平均速度，由于时间Δt很短，即可以认为是运动学栅栏通过光电门的瞬时速度。

二、用双发射孔测瞬时速度

根据两个发射孔之间的距离d，电脑可以计算出物体遮挡两束光的时间内的平均速度，由于时间Δt很短，即可以认为是运动物体前端通过光电门的瞬时速度。运动学栅栏的宽度设有 1cm、2cm、4cm、6cm四档规格，可改变光电门固定高度来改变通过光电门的栅栏宽度。

第二种方法的优点是不需要安装运动学栅栏，改用运动物体本身遮光可以测得物体的瞬时速度。

实验装置图

一、用运动学栅栏测瞬时速度

1.点击“开始”，释放小车，点击“停止”，将获得的数据填入表格中。

2.改变光电门的位置，重复步骤3，获得如图所示的五组数据，对所得数据进行分析。

分析数据

二、用双发射孔测瞬时速度

1.将运动学栅栏固定在小车上，点击“开始”，释放小车，点击“停止”，将获得的数据填入表格2。

3.改变光电门的位置，重复步骤2，获得如图所示的五组数据，对所得数据进行分析。

实验数据

▍视频号视频

• 1.运动学栅栏宽度的选择是根据物体瞬时速度的大小，速度越大，选择的宽度越大，这样会减小实验误差；

• 2.实验过程中，运动学栅栏的宽度选择可通过调整光电门高度实现，而光电门发射孔对应位置的栅栏宽度，即为实验实际采用的宽度规格；

• 3.如要用一个光电门测不同位置的瞬时速度，可以将光电门固定在不同位置重复实验，要小车的释放点必须在同一位置。

测定物体的速度方法很多，在实际实验中，要根据当时具体情况进行选择，如在研究物体的加速度与力、质量关系的实验中，可以选择智能小车的速度传感器。如果研究人的运动，可选择无线一体式位移传感器。