Question

圖甲為某地距離傳感器發出和接受超聲波信號檢測汽車速度的示意圖．

（1）已知超聲波的速度為340m/s，某次檢測車速時，傳感器發出至接受超聲波信號用了0.4s，求超聲波信號遇到汽車時，汽車與傳感器之間的距離是多少米？
（2）如果將距離傳感器與計算機連接，可以將物體運動的距離（s）-時間（t）圖象顯示在計算機的屏幕上．利用傳感器測得某一汽車在平直公路上運動的距離（s）-時間（t）圖象如圖乙所示，請在丙圖中畫出汽車運動的速度（v）-時間（t）圖象．
（3）若汽車運動中所受阻力大小為3000N，根據第（2）問題中汽車運動距離（s）-時間（t）圖象提供的信息，求汽車在10s內牽引力所做的功．

Answer 1

【答案】分析：（1）需要利用速度公式進行計算．注意：本儀器是依據聲音反射的原理來進行的，所以總路程要除以2．
（2）由乙圖可得，物體做勻速直線運動．根據速度公式，求出速度大小后，再進行作圖．
（3）做功的大小和兩個因素有關，一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向性通過的距離．
由于物體做勻速直線運動，所以牽引力與阻力是平衡力，大小相等．
根據速度的大小和時間，來計算汽車通過的路程．
根據牽引力和路程，來進行功的計算．
解答：解：（1）根據速度公式，可得
s=vt=340m/s×0.4s=136m
由于聲音發生了反射，所以汽車與傳感器之間的距離為：
s₁===68m
答：汽車與傳感器之間的距離是68m．
（2）在乙圖中，物體運動3s時，通過路程為90m．根據速度公式，可得
v===30m/s
則圖象為：

（3）當物體做勻速直線運動時，所受阻力與牽引力相等，即
F=f=3000N
根據速度公式，可得：
S=vt=30m/s×10s=300m
根據功的計算公式，可得：
W=FS=3000N×300m=9×10⁵J
答：牽引力所做的功9×10⁵J．
點評：本題考查學生對速度公式、做功公式的使用能力，同時要求熟練掌握勻速直線運動的性質及其圖象，綜合性很強，難度較大．