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，图10-7-1(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，而仪器A为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10-7-1(b)中幅度大的波形.而B接收到小车C反射回的超声波经仪器A处理后显示如图(b)中幅度较小的波形，反射波滞后的时间已在图(b)中标出，其中T和ΔT为已知量，另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v₀.则根据所给信息可判断小车的运动方向为___________(填“向左”或“向右”)，速度大小为________.

                                        图10-7-1

Answer 1

解析：由图(b)可知，发射短促超声波脉冲的时间间隔为T₀，而接收到的反射波信号越来越滞后，说明小车在远离测量仪器，即向右运动.反射波间隔延长了ΔT，说明超声波后一脉冲比前一脉冲多传播了，图中相邻发射波形和反射波形的中间时刻表示脉冲到达小车的时刻，由图可知，两次相邻脉冲到达小车的时间间隔为T₀+.设小车在此段时间内前进的路程为s′，则2s′=s，由上述分析可知，小车向右运动，设小车速度为v，以s表示超声波后一脉冲比前一脉冲多传播的路程，则有s=v₀ΔT,s′=v(T₀+)，由上面各式可得v=.

答案：右  v=