Question

16．距离传感器是利用测时间来实现测距离的原理，以检测物体的距离的一种传感器．距离传感器发出的超声波遇到物体后反射回传感器，传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离，并显示物体的距离（s）一时间（t）图象．据图回答下列问题：

（1）若传感器在发出信号后0.01 秒收到从物体反射回来的信号．物体距传感器1.7米？（已知超声波在空气中的速度是340m/s）
（2）若显示物体的s--t图象如图甲，试分析物体在0至15秒的运动情况如何？静止．
（3）如图乙所示，一物体在F=10N的水平拉力作用下，沿水平地面做直线运动．传感器显示物体的s--t图象如图丙．则在0至15秒内拉力的功率为20W？

Answer 1

分析 （1）已知声音传播的速度和所用的时间，根据公式s=vt可求物体距传感器的距离．
（2）从图象可以看出，在0至15s内，物体的运动距离没有发生变化．
（3）由图象可知，物体做匀速直线运动，先根据公式W=Fs求出所做的功，再利用公式P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：
（1）根据v=$\frac{s}{t}$可得，物体距传感器的距离：
s=vt=340m/s×$\frac{0.01s}{2}$=1.7m．
（2）由甲图可知，在0至15s内物体距传感器的距离始终是20m，说明物体没有移动，处于静止状态．
（3）由图丙可知，15秒内物体通过的距离s=30m，已知拉力F=10N，
拉力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=$\frac{10N×30m}{15s}$=20W．
故答案为：（1）1.7；（2）静止；（2）20W．

点评 本题考查距离、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要学会分析图象，最容易出错的是信号从发出到反射回来的时间，这个时间是来回的时间，不是一次的时间．