Question

11．（1）聲速與介質(zhì)種類和介質(zhì)溫度有關(guān)，聲音在海水中的傳播速度是1300m/s，某探測(cè)船利用聲吶從海面處垂直向海底發(fā)射超聲波，經(jīng)0.6s接收到反射回來(lái)的聲音信號(hào)．估算海底障礙物到海面的距離是多少？
（2）運(yùn)動(dòng)會(huì)百米賽跑時(shí)，計(jì)時(shí)員聽到槍聲才開始計(jì)時(shí)，他記錄的這名運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)是12.81秒，問這名運(yùn)動(dòng)員的真實(shí)成績(jī)是多少？
（3）測(cè)速儀器用超聲波從車的正前方測(cè)汽車速度，第一次發(fā)出的超聲波經(jīng)過0.4秒接收到汽車反射回來(lái)的超聲波，第二次發(fā)出超聲波經(jīng)過0.3秒接收到返回的超聲波，兩次超聲波發(fā)出的時(shí)間間隔為1秒，超聲波的速度為340米/秒，求汽車速度？

Answer 1

分析 （1）聲音的傳播速度與介質(zhì)性質(zhì)、介質(zhì)溫度有關(guān)；由速度公式的變形公式求出超聲波的路程，然后求出障礙物到海面的距離；
（2）如果計(jì)時(shí)員聽到槍聲才開始計(jì)時(shí)，說(shuō)明槍聲已經(jīng)傳播100米到達(dá)終點(diǎn)時(shí)才開始計(jì)時(shí)，所測(cè)時(shí)間肯定少了，所以運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際成績(jī)是：測(cè)得的百米跑成績(jī)加聲音傳播100m的時(shí)間；
（3）求汽車的速度必須知道行駛的距離和相應(yīng)的時(shí)間：
①測(cè)速儀第一次發(fā)出超聲波時(shí)，經(jīng)過了0.2s到達(dá)了汽車處，而信號(hào)從汽車處返回測(cè)速儀，也行駛了0.2s的時(shí)間；
②在第二次發(fā)出的信號(hào)，在與汽車相遇返回到測(cè)速儀時(shí)，超聲波行駛了0.15s；
③這兩次汽車與測(cè)速儀的距離差就是汽車行駛的距離，再找出行駛這段時(shí)間所用的時(shí)間（汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為從第一次與超聲波相遇開始，到第二次與超聲波相遇結(jié)束．求出這個(gè)時(shí)間，就是汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間），利用速度公式即可得解．

解答 解：（1）聲速與傳播介質(zhì)和溫度有關(guān)；
因?yàn)関=$\frac{s}{t}$，
所以超聲波的路程：
s′=v′t=1300m/s×0.6s=780m，
障礙物到海面的距離：
h=$\frac{s′}{2}$=$\frac{780m}{2}$=390m；
（2）因?yàn)関=$\frac{s}{t}$，
所以聲音傳播100m所需時(shí)間：t_聲=$\frac{s}{v}$=$\frac{100m}{340m/s}$≈0.294s，
運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：
t_{運(yùn)動(dòng)員}=t+t_聲=12.81s+0.294s≈13.10s；
（3）由v=$\frac{s}{t}$得，汽車接收到第一次信號(hào)時(shí)，汽車距測(cè)速儀：
s₁=v_聲t₁=340m/s×0.2s=68m；
汽車接收到第二次信號(hào)時(shí)，汽車距測(cè)速儀：
s₂=v_聲t₂=340m/s×0.15s=51m；
因此汽車在兩次信號(hào)的間隔過程中，行駛了：s′=s₁-s₂=68m-51m=17m；
這17m共用了：t′=△t-t₁+t₂=1s-0.2s+0.15s=0.95s，
所以汽車的車速為：v′=$\frac{s′}{t′}$=$\frac{17m}{0.95s}$≈17.9m/s．
故答案為：（1）介質(zhì)種類；介質(zhì)溫度；海底障礙物到海面的距離是390m；（2）運(yùn)動(dòng)員的真實(shí)成績(jī)是13.10秒；（3）汽車速度是17.9米/秒．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)速度公式的應(yīng)用，（3）問題如何確定汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，是此題的難點(diǎn)．