Question

1．测火车速度：
提出问题：国庆节期间，小芳和同学们乘火车从襄樊回重庆，当火车行至襄渝铁路大巴山冷水隧道前一段平直轨道时，小芳对其他同学说：“我们能否用手边的器材估测火车的速度？”
进行实验：许多同学参加了测量，他们各自的做法如下：
（1）小芳听到列车上广播：“前方S=3km便是大巴山冷水隧道．”恰好此时火车鸣笛，小芳测得经t秒后听到从大巴山反射来的回声后说：“我已能算出火车的速度．”
（2）坐在窗旁的小军不动声色，看着窗外每隔S=100m的电线杆，并数着自己脉搏跳动的次数，数出每通过两根电线杆时自己脉搏跳动了N次，小军突然宣布：“我已测出火车的速度．”设小军自己平时每分钟脉搏跳动n次．
（3）小强跑到列车驾驶室，回来后笑着说：“我已知道了火车的速度．”
（4）小慧看着自己的手表，问了一下乘务员每根铁轨长L，数出t秒内铁轨响了N次，小慧说自己的方法可以测火车的速度．
实验方法交流：小芳测量速度的表达式v_车=$\frac{2S-{v}_{声}t}{t}$；
小军的测量速度的表达式：v_车=$\frac{nS}{60N}$；
小强的测量方法是观察列车上的速度计的示数知道列车的速度的；
小慧的测量方法是铁轨响了N次，表示走过的路程为s=（N-1）L，再用公式v_车=$\frac{S}{t}$=$\frac{（N-1）L}{t}$计算出列车的速度．

Answer 1

分析 （1）小芳所坐的列车行驶的距离加上声音传播的距离为鸣笛处到大巴山距离的2倍，根据公式v=$\frac{S}{t}$求出火车的速度；
（2）小军脉搏跳动N次的时间t=$\frac{60N}{n}$，根据公式v=$\frac{S}{t}$求出火车的速度；
（3）小强的测量方法是：观察列车上的速度计的示数知道列车的速度的；
（4）小慧数出t秒内铁轨响了N次，表示走过的路程为s=（N-1）L，根据公式v=$\frac{S}{t}$求出火车的速度．

解答 解：（1）因为v=$\frac{S}{t}$，
所以声音传播的距离s_声=v_声t，
列车走的距离s_车=v_车t，且s_声+s_车=2s，
即：v_声t+v_车t=2s，
所以列车的速度为：
v_车=$\frac{2S-{v}_{声}t}{t}$；
（2）小军脉搏跳动1次的时间：$\frac{1}{n}$×60，
脉搏跳动了N次的时间t=$\frac{1}{n}$×60×N=$\frac{60N}{n}$，
每通过两根电线杆通过的距离为s=100m，
所以列车的速度为：
v_车=$\frac{S}{t}$=$\frac{S}{\frac{60N}{n}}$=$\frac{nS}{60N}$；
（3）小强的测量方法是：观察列车上的速度计的示数知道列车的速度的；
（4）小慧数出t秒内铁轨响了N次，表示走过的路程为s=（N-1）L，
所以列车的速度为：
v_车=$\frac{S}{t}$=$\frac{（N-1）L}{t}$．
故答案为：v_车=$\frac{2S-{v}_{声}t}{t}$；v_车=$\frac{nS}{60N}$；观察列车上的速度计的示数知道列车的速度的；铁轨响了N次，表示走过的路程为s=（N-1）L，再用公式v_车=$\frac{S}{t}$=$\frac{（N-1）L}{t}$计算出列车的速度．

点评 本题考查了速度公式的应用，在不同的方法中所用的测量路程和时间的方法是不同的，知道火车经过的路程和时间是解决本题的关键．小芳利用回声测距离的办法来求车速，小军利用自己的脉搏来测量时间，小会利用数铁轨的根数来计算路程，结合实际情况，体现物理来源于生活的新课程理念．