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有关超声波测速的几个典型题.doc

1、有关超声波测速的几个典型题1如图所示,在京昆高速公路266 km处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度若B为测速仪,A为汽车,两者相距355 m,此时刻B发出超声波,同时A由于紧急情况而急刹车,当B接收到反射回来的超声波信号时,A恰好停止,且此时A、B相距335 m,已知声速为340 m/s。(1)求汽车刹车过程中的加速度;(2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h110km/h,则该汽车刹车前的行驶速度是否合法?答案:(1)10m/s2;(2)v0 = 72 km/h,合法。解析:(1)根据题意,超声波和汽车运动过程的示意图,如图所示。

2、设超声波往返的时间为2 t ,汽车在 2 t 时间内,刹车的位移为=20m当超声波与A车相遇后,A车继续前进的时间为t,位移为=5m则超声波在2 t内的路程为2(335+5)m = 680 m,由声速为340 m/s,得t = 1 s,解得汽车的加速度a = 10 m/s2(2)由A车刹车过程中的位移 解得刹车前的速度 v0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内,是合法的。2在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速,从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到信号的时间差的变化,测出被测物体速度。下图甲中仪器

3、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,仪器A能够将装置B发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现固定装置B,并将它对准直线匀速行驶的小车C的尾部,使其每隔固定时间T0发射一短促超声波脉冲,下图乙中幅度较大的波形。反射波(图乙中幅度较小的波形)滞后的时间已在图中标出,其中T0和T为已知量,另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v0,求小车的速度大小。答案:解析:超声波两次与汽车相遇时,汽车前进的距离为前进该距离所用时间为所以3如图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。根据发出信号和接收反射信号间的时间差,测出汽车运动的速度。图

4、b中,P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是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 = 1.0 s,超声波在空气中传播的速度是v = 340 m/s。若汽车是匀速行驶的,则根据图2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。(第二空保留三位有效数字)(图a)(图b)分析:由题意可知,P1、P2的时间间隔为0.8s,根据图b所示P1、P2的间隔的刻度值,即可求出图中每小格表示的时间;以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值可以求出P1、n1和P2、n2之间的时间,即超声波由发出到接收所需要的时间从而

5、可以求出超声波前后两次从测速仪汽车所用的时间,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解:本题首先要看懂b图中标尺所记录的时间,每一小格相当于多少:由于P1,P2之间时间间隔为1.0s,标尺记录有30小格,故每小格为;其次应看出汽车两次接收(并反射)超声波的时间间隔:P1发出后经 接收到汽车反射的超声波,故在P1发出后经被车接收,发出P1后,经1s发射P2,可知汽车接到P1后,经t1 = 1 - = 发出P2,而从发出P2到汽车接收到P2并反射所历时间为t2 = ,故汽车两次接收到超声波的时间间隔为t = t1 + t2 = ,求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔:s=(- )v声=()340=17m,故可算出v汽=17()=17.9m/s答案:(1)17,(2)17.9点评:本题综合考查速度已及声波的计算,确定声音传播的时间是本题的难点,注意紧扣公式然后找出相关物理量才是解答本题的关键

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