Question

图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图B中p₁、、p₂是测速仪发出的超声波信号，n₁、n₂是p₁、p₂由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，p₁、p₂之间的时间间隔△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是 v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p₁、p₂两个信号之间的时间内前进的距离是    m，汽车的速度是    m/s．

Answer 1

【答案】分析：（1）由题意可知，P₁、P₂的时间间隔为1秒，根据图B所示P₁、P₂的间隔的刻度值，以及P₁、n₁和P₂、n₂之间间隔的刻度值．可以求出P₁、n₁和P₂、n₂间的时间，即超声波由发出到接收所需要的时间．从而可以求出超声波前后两次从测速仪传到汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离．
（2）由于汽车向着测速仪方向运动，所以两者之间的距离在减小．汽车前后两次到测速仪之间的距离之差即为汽车前进的路程．由于两次超声波发出的时间间隔为1秒．汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始，到第二次与超声波相遇结束．求出这个时间，就是汽车运动的时间．根据汽车运动的距离和时间，即可求出汽车的运动速度．
解答：解：由图B可以看出，
①P₁、P₂间的刻度值为30个格，时间长为1秒，
发出超声波信号P₁到接受到反射信号n₁间是12个格，则时间为t₁=12×=0.4s，
此时超声波前进的距离S₁=vt₁=×340m/s×0.4s=68m；
②发出超声波信号P₂到接受到反射信号n₂的时间为t₂=9×=0.3s，
此时汽车行驶的距离S₂=vt₂=×340m/s×0.3s=51m；
③所以汽车接收到P₁、P₂两个信号之间的时间内前进的距离为△S=S₁-S₂=68m-51m=17m．
④汽车运行17m的时间为汽车接收到P₁、P₂两个信号的时刻应分别对应于图中P₁n₁的中点和P₂n₂的中点，
其间有28.5小格，即汽车接收到P₁、P₂两个信号的时间间隔为n₁与n₂两个信号之间的间隔，即t=28.5×=0.95s；
∴汽车的行驶速度v===17.9m/s．
故答案为：17；17.9．
点评：汽车在接收到信号之间的距离，要通过其与测速仪之间的距离的变化求出．如何确定汽车运动的时间，是此题的难点．两次信号的时间间隔虽然是1秒，但汽车在接收到两次信号时其其通过的路程所对应的时间不是1秒．要从起第一次接收到超声波的信号开始计时，到第二次接收到超声波的信号结束，由此来确定其运动时间．通过的路程与通过这段路程所用的时间对应上是解决此题关键．