来自学生问的一题,学生声称其他老师讲不了这题,只让他们背记答案,所以找我求助一下。
解决之后也看了标准答案及网上该题的解答:或是繁琐的找规律递推求解,或是不易理解的分析与解答(学生自己看解析是很难懂的)。
故王婆卖瓜,分享一下我的讲解。 【题目】 喜欢观察昆虫的小科发现了一种奇特现象,傍晚看到蜜蜂的翅膀在频闪灯的照射下,似乎在缓慢地振动,自上而下一次约为2s,已知频闪灯的频率为50Hz,则蜜蜂的翅膀振动的最小频率为_______Hz(已知这种蜜蜂的翅膀振动频率的范围是450~480Hz)。 【分析与解答】 以频率 的角度来看待该问题,不够直观,我们转换为周期 的角度来分析(注意二者的关系是 ): 由频闪灯的频率 可求得频闪灯的周期为 ,即蜜蜂的翅膀在上下翻飞的时候,每隔 就会被照亮一次,我们看到的就是这每次被照亮的位置,至于两次被照亮之间,翅膀振动了多少下现在我们还并不清楚,确定的是在2s内翅膀要从上往下逐步挪动每次被照亮的位置(这样我们就好像看到了在2s内完成了一次从上到下),如图所示(实际上翅膀空间位置应该并不均匀分布,此处强调区间数目,故只做粗略示意): 从上往下一次 ,是 的100倍,即分了100个区间,现在需要找到每个区间内振动时间 与翅膀振动周期 的关系: 注意,翅膀是一下一上才完成一个周期 ,所以从上到下的总时间是 ,分到100个区间,则每个区间的内的时间为 ,这样,从最高处经历第一个0.02s到达A位置时(如下图所示),翅膀振动的时间至少为 。 “至少”的意思是,在0.02s的时间内,翅膀也可以包含更多的周期(每个周期回到起始最高位置),不妨设为 个周期,既可能经历 的时间,到达A位置,无论如何,这个时间也要等于0.02s,所以有 接下来的问题是要确定 的值,之后就可带入解出周期 ,进而获得频率 。 题目中给了频率 的范围450~480Hz,所以周期 的范围为 由之前 和 的关系式,用 表示 : 带入到 的范围中,解出 的范围为 (其实因为 是自然数,左右区间范围可以进行估算或者放缩快速确定,不需要算这么精确), 是自然数,所以 ,带入解得 【补充题目】以下也是视觉暂留或类视觉暂留的简单题目,供练习使用
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