Question

利用超聲波遇到物體發(fā)生反射.可測定物體運(yùn)動(dòng)的有關(guān)參量，圖14（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，而儀器A為B提供超聲波信號源而且能將B接收到的超聲波信號進(jìn)行處理并在屏幕上顯示其波形.

圖14

現(xiàn)固定裝置B，并將其對準(zhǔn)勻速行駛的小車C，每隔固定時(shí)間T₀發(fā)射一短促的超聲波脈沖〔如圖14（b）中幅度大的波形〕，而B接收到的由小車C反射回的超聲波經(jīng)儀器A處理后顯示如圖14（b）中幅度較小的波形，反射滯后的時(shí)間已在圖14（b）中標(biāo)出.其中T和ΔT為已知量，另外還知道該測定條件下聲波在空氣中的速度為v₀.則根據(jù)所給信息可判斷小車的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)開______（填“向左”或“向右”），速度大小為_______.此儀器是應(yīng)用物理中的_______效應(yīng)制成的.

Answer 1

向右   　　   多普勒?

解析：若小車不動(dòng)，發(fā)射超聲波脈沖后到接收回波的時(shí)間應(yīng)恒定，而從圖形看，接收時(shí)間正在逐漸增大，故可知小車C速度方向與超聲波發(fā)射方向一致，即小車向右方運(yùn)動(dòng).?

要求小車的速度，可運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)中處理追及問題的方法求解.?

作出運(yùn)動(dòng)示意圖，如圖所示.?

設(shè)超聲波發(fā)射裝置一開始在O點(diǎn)，此時(shí)小車在A點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)速度是v.?

經(jīng)過，超聲波發(fā)出的第一脈沖傳至B點(diǎn)，此時(shí)小車也運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)，

經(jīng)過,超聲波返回，此時(shí)小車已運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)，

間隔T₀，超聲波即將發(fā)生第二次脈沖，但在(T₀-T)時(shí)間內(nèi)小車已運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)，

經(jīng)過超聲波的第二個(gè)脈沖已運(yùn)動(dòng)至E點(diǎn)，此時(shí)小車也正好運(yùn)動(dòng)至E點(diǎn)，從圖上尋找位移關(guān)系s_OE-s_OB=s_BE.

此儀器是應(yīng)用物理中的多普勒效應(yīng)制成的.