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(2005?宿迁模拟)一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车作匀速直线运动.司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道,于是鸣笛,5s后听到回声;听到回声后又行驶10s司机第二次鸣笛,3s后听到回声.请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度,看客车是否超速行驶,以便提醒司机安全行驶.已知此高速公路的最高限速为120km/h,声音在空气中的传播速度为340m/s.
分析:汽车鸣笛后,声波匀速前进,反射后匀速后退;同时汽车匀速前进;声波再次与汽车相遇时,两者的路程之和恰好等于出发点与山崖的距离的两倍,而两者的路程的差恰好等于相遇点与山崖的距离的两倍.利用这个特点结合几何关系多次列式求解.
解答:解:设第一次鸣笛处到产生回声处的距离为L;车速为V,声速为v′
第一次鸣笛到听到回声有:vt1+v′t1=2L              ①
第二鸣笛到听到回声有:vt2+v′t2=2[L-v(t1+10)]②
其中t1=5s;t2=3s;v′=340m/s
代入数据联立①②得:v=24.3m/s=87.48km/h<120km/h;没有超速.
即客车的速度为87.48km/h,没有超速.
点评:本题关键:(1)声波运动和汽车运动具有等时性;(2)根据几何关系,有汽车鸣笛后声波再次与汽车相遇时,两者的路程之和恰好等于出发点与山崖的距离的两倍.
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