Question

16．位移传感器由发射器和接收器组成，发射器内装有红外线和超声波发射器，接收器内装有红外线和超声波接收器．

（1）如图1，固定在被测运动物体上的发射器向接收器同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，接收器收到红外线脉冲时开始计时t₁，收到超声波脉冲时停止计时t₂．已知超声波在空气中的传播速度为v（红外线传播时间极短，可忽略），发射器和接收器之间的距离s=v（t₂-t₁）．
（2）某小组设计了使用位移传感器的图2示实验装置测量木块下滑的加速度，让木块从倾斜木板上一点A静止释放，计算机描绘了滑块相对传感器的位移随时间变化规律如图3所示．根据图线计算t₀时刻速度v=$\frac{{s}_{0}-{s}_{2}}{2{t}_{0}}$，木块加速度a=$\frac{2{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{0}}{{t}_{0}^{2}}$（用图中给出的s₀、s₁、s₂、t₀表示）．

Answer 1

分析 （1）由于超声波是匀速运动，由s=vt可得发射器和接收器之间的距离．
（2）由于滑块在斜面上做匀加速直线运动，所以某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度；根据加速度的定义式即可求出加速度；

解答 解：（1）超声波是匀速运动，故发射器和接收器之间的距离为：s=vt=v（t₂-t₁）．
（2）根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，得：
v₁=$\frac{{s}_{0}-{s}_{2}}{2{t}_{0}}$；
木块的加速度：a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=-$\frac{（{s}_{0}-{s}_{1}）-（{s}_{1}-{s}_{2}）}{{t}_{0}^{2}}$=$\frac{2{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{0}}{{t}_{0}^{2}}$；
故答案为：
（1）v（t₂-t₁）．
（2）$\frac{{s}_{0}-{s}_{2}}{2{t}_{0}}$，$\frac{2{s}_{1}-{s}_{2}-{s}_{0}}{{t}_{0}^{2}}$．

点评 该题的关键是要分析出物体做匀加速运动，由此才能得出瞬时速度等于平均速度．