Question

利用超声波遇到物体发生反射.可测定物体运动的有关参量，图14（a）中仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，而仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形.

图14

现固定装置B，并将其对准匀速行驶的小车C，每隔固定时间T₀发射一短促的超声波脉冲〔如图14（b）中幅度大的波形〕，而B接收到的由小车C反射回的超声波经仪器A处理后显示如图14（b）中幅度较小的波形，反射滞后的时间已在图14（b）中标出.其中T和ΔT为已知量，另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v₀.则根据所给信息可判断小车的运动方向为_______（填“向左”或“向右”），速度大小为_______.此仪器是应用物理中的_______效应制成的.

Answer 1

向右   　　   多普勒?

解析：若小车不动，发射超声波脉冲后到接收回波的时间应恒定，而从图形看，接收时间正在逐渐增大，故可知小车C速度方向与超声波发射方向一致，即小车向右方运动.?

要求小车的速度，可运用运动学中处理追及问题的方法求解.?

作出运动示意图，如图所示.?

设超声波发射装置一开始在O点，此时小车在A点，其运动速度是v.?

经过，超声波发出的第一脉冲传至B点，此时小车也运动至B点，

经过,超声波返回，此时小车已运动至C点，

间隔T₀，超声波即将发生第二次脉冲，但在(T₀-T)时间内小车已运动至D点，

经过超声波的第二个脉冲已运动至E点，此时小车也正好运动至E点，从图上寻找位移关系s_OE-s_OB=s_BE.

此仪器是应用物理中的多普勒效应制成的.