Question

利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，如图（a）中仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A和B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形．现固定装置B，并将它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T₀发射一短促的超声波脉冲，如图（b）中幅度较大的波形，反射波滞后的时间已在图中标出，其中T和△T为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v₀，根据所给信息求小车的运动方向和速度大小．

Answer 1

分析：超声波在空中匀速传播，根据发射和接收的时间差求出速度．通过的位移与所用时间比值，来确定小车的速度．

解答：解：从B发出第一个超声波开始计时，经

T

2

被C车接收．故C车第一次接收超声波时与B距离S1=

T

2

v0．
第二个超声波从发出至接收，经T+△T时间，C车第二车接收超声波时距B为S₂=

T+△T

2

v0，
C车从接收第一个超声波到接收第二个超声波内前进S₂-S₁，
接收第一个超声波时刻t₁=

T

2

，接收第二个超声波时刻为t₂=T₀+

T+△T

2

．
所以接收第一和第二个超声波的时间间距为△t=t₂-t₁=T₀+

△T

2

．
故车速v_c=

S2-S1

△t

=

△T v0 2

2T0+△T 2

=

△Tv0

2T0+△T

，且车向右运动．
答：小车的运动方向向右和速度大小为

△Tv0

2T0+△T

．

点评：本题是实际应用问题，考查应用物理知识分析、理解现代科技装置原理的能力．