如图,在高速公路上一辆轿车做匀速直线运动,在其正前方有一固定的超声波测速装置。该装置每隔1s发*一束超声波脉冲...
问题详情:
如图,在高速公路上一辆轿车做匀速直线运动,在其正前方有一固定的超声波测速装置。该装置每隔1s发*一束超声波脉冲信号,每个脉冲信号持续时间极短,超声波遇到轿车后立即返回,返回信号被超声波测速装置接收,经过计算机处理自动计算出车速。如图是该测速装置连续发*和接收两次信号的波形图。已知发*第二个脉冲信号时第一个脉冲信号已被接收,超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据图象获得的信息计算:
(1)第一个脉冲信号和轿车相遇时,轿车距测速装置有多远?
(2)该轿车车速为多少?
【回答】
(1)第一个脉冲信号和轿车相遇时,轿车距测速装置有51m;
(2)该轿车车速为37.8m/s。
【分析】(1)由图知,测速装置第一次发出到接收脉冲信号用的时间为0.5s,则脉冲信号从轿车处返回到测速装置所用时间t1=×0.5s,利用s=vt求第一个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离;
(2)由图知,测速装置第二次发出带接收脉冲信号用的时间为0.3s,则测速装置从轿车处返回到测速装置所用时间t2=×0.3s,利用s=vt求第二个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离;
轿车在两次与脉冲信号相遇的过程中,行驶的距离s′=s2﹣s1;
由图知,轿车收到两次信号的时间间隔是t′=1.15s﹣0.25s,利用速度公式求轿车行驶速度。
【解答】解:
(1)由图知,测速装置第一次发出、接收脉冲信号用的时间为0.5s,
则测速装置发出的脉冲信号从汽车处返回到测速装置所用时间:
t1=×0.5s=0.25s,
由v=得第一个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离:
s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m;
(2)由图知,测速装置第二次发出、接收脉冲信号用的时间为0.3s,
则测速装置发出的脉冲信号从汽车处返回到测速装置所用时间:
t2=×0.3s=0.15s,
由v=得第二个脉冲信号和轿车相遇时轿车到测速装置的距离:
s2=v声t2=340m/s×0.15s=51m;
轿车在两次与脉冲信号相遇的过程中,行驶的距离:
s′=s2﹣s1=85m﹣51m=34m,
由图知,轿车收到两次信号的时间间隔是:
t′=1.15s﹣0.25s=0.9s,
轿车行驶速度:
v车==≈37.8m/s。
【点评】本题考查了速度公式的灵活应用,关键是找到对应的路程和时间,这是本题的一个难点。
声明:试题解
知识点:运动的快慢
题型:计算题
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