高一物理利用超聲波測(cè)車速人教版

1、22高一物理利用超聲波測(cè)車速1、圖19中的A是在高速公路上用超聲測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度，圖B中Pi、R是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，ni、n2分別是Pi、P2由汽車反射回來的信號(hào)，設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，Pi、P2之間的時(shí)間間隔厶t=1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度v=340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖中可知，汽車在接收到Pi、P2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是m汽車的速度是m/s.圖ii.解：設(shè)測(cè)速儀掃描速度為v,因Pi、P2在標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)間隔為30小格，所以v3030格/s.t測(cè)速儀發(fā)出超聲波信號(hào)Pi到接收

2、Pi的反射信號(hào)ni.從圖B上可以看出，測(cè)速儀掃描i2小格，所以測(cè)速儀從發(fā)出信號(hào)Pi到接收其反射信號(hào)ni所經(jīng)歷時(shí)間t更0.4s.v汽車接收到Pi信號(hào)時(shí)與測(cè)速儀相距Siv聲S68m.2同理，測(cè)速儀從發(fā)出信號(hào)R到接收到其反射信號(hào)n2，測(cè)速儀掃描9小格，故所經(jīng)歷時(shí)間t2-0.3s.汽車在接收到P2信號(hào)時(shí)與測(cè)速儀相距S2V聲乜5im.v2所以，汽車在接收到Pi、P2兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離厶S=SS2=i7m從圖B可以看出，ni與P2之間有i8小格，所以，測(cè)速儀從接收反射信號(hào)ni到2222超聲信號(hào)R的時(shí)間間隔t3蘭0.6s.v所以汽車接收Pi、P2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間間隔為t勺t3里0.95s.22汽車

3、速度v17.9m/s.t2、利用超聲波遇到物體發(fā)生反射，可測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)的有關(guān)參量，圖110(a)中儀器A和B通過電纜線連接，B為超聲波發(fā)射與接收一體化裝置，儀器A和B提供超聲波信號(hào)源而且能將B接收到的超聲波信號(hào)進(jìn)行處理并在屏幕上顯示其波形.現(xiàn)固定裝置B,并將它對(duì)準(zhǔn)勻速行駛的小車C,使其每隔固定時(shí)間To發(fā)射一短促的超聲波脈沖，如圖110(b)中幅度較大的波形，反射波滯后的時(shí)間已在圖中標(biāo)出，其中T和厶T為已知量，另外還知道該測(cè)定條件下超聲波在空氣中的速度為V0,根據(jù)所給信息求小車的運(yùn)動(dòng)方向和速度大小.rPr(a)2.解：從B發(fā)出第一個(gè)超聲波開始計(jì)時(shí)，經(jīng)T_被C車接收.故C車第一次接收超聲波時(shí)與B距

4、離dTV0.2第二個(gè)超聲波從發(fā)出至接收，經(jīng)+T時(shí)間，C車第二車接收超聲波時(shí)距B為3Si,接收第S2T2TV0，C車從接收第一個(gè)超聲波到接收第二個(gè)超聲波內(nèi)前進(jìn)一個(gè)超聲波時(shí)刻t12，接收第二個(gè)超聲波時(shí)刻為t2T0所以接收第一和第二個(gè)超聲波的時(shí)間間距為Ttt2t1T0故車速vc汗丄亠.車向右運(yùn)動(dòng).2T。T2T0T省交管總局規(guī)定，“2002年1月1日開始在高速公路上行駛的大客車、大貨車行駛速度不得超過90上庇”。小轎車行駛速度不得超過110上於朋?！边@項(xiàng)條例的實(shí)現(xiàn)依賴于對(duì)車速及時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)定，現(xiàn)假定用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速，測(cè)量原理是：超聲波測(cè)速儀每隔一相等時(shí)間發(fā)出一超聲脈沖信號(hào)（如圖甲所示），每隔一段時(shí)間丄接收到一經(jīng)汽車反射回的該超聲脈沖信號(hào)，若汽車勻速行駛，則間隔時(shí)間相同（如圖乙所示），根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間間隔差和聲速，測(cè)出被測(cè)汽車的速度?，F(xiàn)有一發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為100KW的小轎車正以三“一；*的速度正對(duì)測(cè)速儀運(yùn)行，若該車運(yùn)行時(shí)所受阻力為2500JV，測(cè)速儀發(fā)出超聲波信號(hào)的時(shí)間間隔丄亠，空氣中的聲速為圖3（1）該車運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的最大速度為