拓展创新
高速摄影和频闪摄影
拍摄飞行的子弹等高速运动的物体时,如果采用普通摄影的曝光时间(一般为几百分之一秒到十分之一秒),画面上不会呈现清晰的子弹图像,因为子弹飞行速度太快,即使在百分之一秒的时间内,也会运动较长的距离。而采用高速摄影,曝光的时间非常短暂,大约只有几百万分之一秒,就可以清晰地将它的影像成在底片上。
高速摄影有着广泛的用途。例如,在汽车的快速碰撞实验的研究中,人们先把汽车碰撞的过程运用高速摄影拍摄成影片,然后以很慢的速度放映,以便观察汽车在碰撞期间车身如何变形,从而发现薄弱的部位。又如,某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧,如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等。借助高速摄影技术,可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究。高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用。以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子是如何摆动的,以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马。借助高速摄影技术,人们对此有了正确的认识。
频闪摄影是借助电子闪光,在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术。当电子闪光灯充足电以后,就可以像连发手枪一样,一次接一次地频繁闪光。闪光频率越高,底片曝光次数越多,在照片上出现的影像也越多。
在课外实践活动中,用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2 s曝光一次。小芳所在的兴趣小组拍下的照片如图1.3-8所示,由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是(填“不变”“先变大后不变”或“一直变大”)。若测得纸锥在A、B两位置间的实际距离为6.40 cm,则此过程中,纸锥的速度为 m/s。

图1.3-8

纸锥下落速度变化情况：先变大后不变；A、B间纸锥的速度：0.16 m/s
配图

【分析】要判断纸锥下落的速度变化，需利用频闪摄影的特点：每隔相同时间曝光一次，相邻纸锥影像的时间间隔相等，通过相同时间内纸锥下落的距离变化即可判断速度变化；计算速度时，需先确定A、B间的时间间隔和实际距离，再用速度公式$v=\frac{s}{t}$计算。
【解析】1. 判断速度变化：频闪摄影的曝光时间间隔均为0.2s，观察照片中纸锥的间距：前期相邻纸锥间距逐渐增大，说明相同时间内纸锥通过的路程变大，速度变大；A、B及之后相邻纸锥间距相等，说明相同时间内通过的路程不变，速度不变，因此纸锥下落速度先变大后不变。2. 计算A、B间的速度：A、B间有2个曝光间隔，总时间$t=2×0.2s=0.4s$；A、B间实际距离$s=6.40cm=0.064m$；根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，得$v=\frac{0.064m}{0.4s}=0.16m/s$。
【答案】先变大后不变；0.16

【知识点】速度计算、频闪摄影
【点评】本题结合频闪摄影考查速度的判断与计算，核心是理解“相同时间内路程与速度的关系”，属于基础应用类题目，难度不大。
【难度系数】0.5