Question

13．如图甲为某地距离传感器发出和接收超声波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，传感器发出至接收超声波信号用了0.4s，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，请在图丙中画出汽车运动的速度（v）-时间（t）图象．
（3）遵守交通规则是每个公民的自觉行为，为了他人的安全同时也能保障自己的安全．从标志牌上看，在遵守交通规则的前提下，从标志牌到威海匀速行驶的汽车最快需用多长时间才能到达威海．

Answer 1

分析 （1）（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，再画出v-t图象；
（3）首先要明确交通标志牌上每一个符号的含义，已知路程和速度，可利用公式t=$\frac{s}{v}$计算需用的时间．

解答 解：
（1）根据速度公式，可得超声波传播的距离：
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=$\frac{1}{2}$s=$\frac{1}{2}$×136m=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
则物体的v-t图象为：
；
（3）交通标志牌上的60表示限速（最快不能超过）60km/h，
威海45km表示从标志牌到威海的距离为45km，
因为s=45km，v=60km/h，
所以由v=$\frac{s}{t}$得需要的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{45km}{60km/h}$=0.75h=45min．
答：（1）超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是68m；
（2）汽车运动的速度（v）-时间（t）图象如图所示；
（3）从标志牌上看，在遵守交通规则的前提下，从标志牌到威海匀速行驶的汽车最快需用45min才能到达威海．

点评 本题考查学生对速度公式的灵活运用，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，难度较大．