Question

6．图甲为某地距离传感器发出和接受超声波信号检测汽车速度的示意图．
（1）已知超声波的速度为340m/s，某次检测车速时，传感器发出至接受超声波信号用了0.4s，求超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是多少米？
（2）如果将距离传感器与计算机连接，可以将物体运动的距离（s）-时间（t）图象显示在计算机的屏幕上．利用传感器测得某一汽车在平直公路上运动的距离（s）-时间（t）图象如图乙所示，请在丙图中画出汽车运动的速度（v）-时间（t）图象．
（3）若车重20000N，则地面对车的支持力为多少？
（4）若汽车水平匀速运动中所受阻力大小是车重的0.02倍，求汽车受到的牵引力为多少？

Answer 1

分析 （1）需要利用速度公式进行计算．注意：本仪器是依据声音反射的原理来进行的，所以总路程要除以2；
（2）由乙图可得，物体做匀速直线运动．根据速度公式，求出速度大小后，再进行作图；
（3）静止在水平面上的物体，竖直方向受到重力和支持力的作用，两个力是一对平衡力，大小相等；
（4）已知汽车受到的阻力与重力的关系，可以得到汽车受到的阻力；汽车在水平方向匀速直线运动时，牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等．

解答 解：
（1）根据速度公式，可得
s=vt=340m/s×0.4s=136m，
由于声音发生了反射，所以汽车与传感器之间的距离为：
s₁=$\frac{s}{2}$=$\frac{136m}{2}$=68m；
（2）在乙图中，物体运动3s时，通过路程为90m．根据速度公式，可得
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{90m}{3s}$=30m/s；
汽车运动的速度（v）-时间（t）图象如图所示：
；
（3）地面对汽车的支持力是N=G=20000N；
（4）汽车受到的牵引力为F=f=0.02G=0.02×20000N=400N．
答：
（1）汽车与传感器之间的距离是68m；
（2）如上图所示；
（3）地面对车的支持力为20000N；
（4）汽车受到的牵引力为400N．

点评 本题考查学生对速度公式、二力平衡条件的灵活运用，同时要求熟练掌握匀速直线运动的性质及其图象，综合性很强，有一定难度．