题目内容

15.交管部门为了监测汽车是否按规定的限速行驶,以保安全,在我们学校校门前安装了电子测速仪,来检查是否超过40km/h的限速.其工作原来是:测速仪先后两次发出并接受超声波信号,再根据两次信号的时间差,测出被测车辆的速度.如果某次检测车速时,第一次从发出至接受到超声波信号用了0.4秒,第二次从发出至接收到超声波信号用了0.3秒,两次信号发出的时间间隔是1秒,则被测汽车的速度是多少?是否超速?
(假设超声波速度vs=340米/秒,且保持不变;发射和接受的声波信号脉冲如图监视屏上所示)

分析 由于汽车第一次从发出至接受到超声波信号用了0.4秒,则汽车第一次发出超声波时经过0.2s到达了汽车处,而信号从汽车处返回到测试仪,也行驶了0.2s的时间,第二次从发出至接收到超声波信号用了0.3秒,则第二次发出信号,在与汽车相遇返回到测试仪时,超声波行驶了0.15s,这两次汽车与测试仪之间的距离就是汽车行驶的距离,利用速度公式即可求解.

解答 解:设汽车第一次将波反射距测速仪x1,对应的反射时刻为t1,由图得t1=0.3 s
又设汽车第二次将波反射距测速仪x2,对应的反射时刻为t2,由图得t2=1.25 s
则:第一次波从发射到汽车反射运动的时间$△{t}_{1}=\frac{0.5-0.1}{2}s$=0.2s
第一次波从发射到汽车反射时汽车距测速仪的距离x1=vs•△t1
第二次波从发射到汽车反射运动的时间$△{t}_{2}=\frac{1.4-1.1}{2}$s=0.15s
第二次波从发射到汽车反射时汽车距测速仪的距离x2=vs△t2
两次汽车反射超声波时的位移差:△x=x1-x2=vs(△t1-△t2)
两次汽车反射超声波时的时间为:△t=t2-t1
据速度公式:$v=\frac{△x}{△t}$,代入题设数据得:v=17.9m/s≈64km/h
由以上计算知,v=64km/h>40km/h  所以超速.
答:被测汽车的速度是64km/h,超速.

点评 本题考查了速度公式的基本运用,知道测试仪测试的原理,本题综合性较强,难度较大.

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