Question

13．利用超聲波遇到物體發(fā)生反射，可測定物體運動的有關(guān)參量．圖甲中儀器A和B通過電纜線駁接，B為超聲波發(fā)射與接收一體化裝置，而儀器A為B提供超聲波信號源而且能將B接收到的超聲波信號進行處理并在屏幕上顯示其波形．

現(xiàn)固定裝置B，并將它對準(zhǔn)勻速行駛的小車C，使其每隔固定時間T₀．發(fā)射一短促的超聲波脈沖（如圖乙中幅度較大的波形），而B接收到的由小車C反射回的超聲波經(jīng)儀器A處理后顯示如圖乙中幅度小的波形．反射波滯后的時間已在圖乙中示出，其中T和△T為已知量，另外還知道該測定條件下超聲波在空氣中的速度為v₀，試根據(jù)所給信息可判斷小車的運動方向為向右．（填“向左”或“向右”），速度大小為$\frac{{v}_{0}△T}{2{T}_{0}+△T}$．

Answer 1

分析 超聲波在空中勻速傳播，根據(jù)發(fā)射和接收的時間差求出速度．通過的位移與所用時間比值，來確定小車的速度．

解答 解：由屏幕上顯示的波形可以看出，反射波滯后于發(fā)射波的時間越來越長，說明小車離信號源的距離越來越遠，小車向右運動．由題中乙圖可得，小車相鄰兩次反射超聲波脈沖的時間為：
t=T₀+$\frac{1}{2}（T+△T）-\frac{1}{2}T$=${T}_{0}+\frac{1}{2}△T$
小車在此時間內(nèi)前進的距離為：
s=${v}_{0}\frac{△T}{2}$
小車的速度為：v=$\frac{s}{t}=\frac{{v}_{0}△T}{2{T}_{0}+△T}$．
故答案為：向右；$\frac{{v}_{0}△T}{2{T}_{0}+△T}$．

點評 本題是實際應(yīng)用問題，考查應(yīng)用物理知識分析、理解現(xiàn)代科技裝置原理的能力．