Question

測距儀器發(fā)出的超聲波遇到物體后反射回儀器，儀器收到信號后自動計算出物體與儀器的距離，并顯示物體的距離（s）一時間（t）圖象．超聲波在空氣中的速度是340m/s．
（1）若顯示物體的s-t圖象如圖1，物體在0至15s的運動情況如何？
（2）若儀器在發(fā)出信號后0.1s收到從該物體反射回來的信號，物體距儀器多遠？
（3）如圖2所示，另一物體在F=10N的水平拉力作用下，沿水平地面運動．儀器顯示物體的s一t圖象如圖3．求：在0至15s物體受到的摩擦力多大？物體的速度是m/s？合多少km/h？

Answer 1

已知：儀器從發(fā)出信號到收到回聲的時間t=0.1s，超聲波在空氣中的速度是v_聲=340m/s，拉力F=10N，由圖3知物體移動的距離s′=30m，時間t₂=15s
求：（2）物體距儀器的距離s=？；（3）物體受到的摩擦力f=？；物體的速度v=？
解：（1）由圖象1可知物體在0至15s內(nèi)距離傳感器始終是20m，所以說物體沒有移動，即物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．
（2）超聲波從發(fā)出到物體的時間t₁=t=×0.1s=0.05s，
∵v=，
∴物體距傳感器s=v_聲t₁=340m/s×0.05s=17m；
（3）由圖3知，路程與時間成正比，物體作勻速直線運動，物體受到水平拉力F和摩擦力f二力平衡，
故摩擦力：f=F=10N；
物體移動的速度：
v===2m/s=7.2km/h．
答：（1）物體在0至15s處于靜止?fàn)顟B(tài)；
（2）物體距儀器的距離為17m；
（3）在0至15s物體受到的摩擦力為10N；物體的速度是2m/s，合7.2km/h．
分析：（1）從圖象可以看出，在0至15s內(nèi)，物體的運動距離沒有發(fā)生變化．
（2）已知聲音傳播的速度和所用的時間，根據(jù)公式v=可求物體距傳感器的距離．
（3）由圖象可知，路程與時間成正比，物體做勻速直線運動，拉力等于摩擦力；再利用公式v=求出物體的速度．
點評：本題考查距離、摩擦力、速度的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，還要知道物體做勻速直線運動時拉力和摩擦力相等，要學(xué)會分析圖象，最容易出錯的是信號從發(fā)出到反射回來的時間，這個時間是來回的時間，不是一次的時間．