Question

測(cè)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(hào)后自動(dòng)計(jì)算出物體與儀器的距離，并顯示物體的距離（s）一時(shí)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(yùn)動(dòng)情況如何？
（2）若儀器在發(fā)出信號(hào)后0.1s收到從該物體反射回來(lái)的信號(hào)，物體距儀器多遠(yuǎn)？
（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(yùn)動(dòng)．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

【答案】分析：（1）從圖象可以看出，在0至15s內(nèi)，物體的運(yùn)動(dòng)距離沒(méi)有發(fā)生變化．
（2）已知聲音傳播的速度和所用的時(shí)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(shí)間成正比，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力等于摩擦力；再利用公式v=求出物體的速度．
解答：已知：儀器從發(fā)出信號(hào)到收到回聲的時(shí)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(dòng)的距離s′=30m，時(shí)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(shuō)物體沒(méi)有移動(dòng)，即物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．
（2）超聲波從發(fā)出到物體的時(shí)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(shí)間成正比，物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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．
點(diǎn)評(píng)：本題考查距離、摩擦力、速度的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還要知道物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力和摩擦力相等，要學(xué)會(huì)分析圖象，最容易出錯(cuò)的是信號(hào)從發(fā)出到反射回來(lái)的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是來(lái)回的時(shí)間，不是一次的時(shí)間．