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高中物理测速通解的应用

高中物理测速通解的应用

在上一篇博文测速问题通解本人系统地论述了雷达测速的通解的推理,如果要测发射雷达脉冲的车辆的速度,则用如下公式

如果测量反射雷达波的车辆的速度,则用如下公式

详情参见博文测速问题通解这一篇博文举例应用来验证一下。
例1、如图所示,交警巡逻车在高速公路上用超声波测速监测车速。巡逻车顶装有测速仪,利用超声波可以监测车速:巡逻车上的测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,就能测出车速。在图是测速仪先后发出的超声波信号,分别是测速仪检测到的经反射后的信号。之间的时间间隔为秒,超声波在空气中传播的速度为。若巡逻车和对面来车相向沿直线匀速行驶且在测量过程中没有相遇,巡逻车的速度为,则被测车的车速约为( )

分析与解答:
巡逻车的速度方向为正方向,则由题干和图示可知。代入上边公式(2)可得对面来车速度为:

"-"号表示被测车辆速度方向向左,与测量车辆速度相反。所以本题就选答案D。
例2、某高速公路自动测速装置如图甲所示,测速仪向汽车驶来的方向发射脉冲超声波,相邻两次发射时间间隔为。当测速仪向汽车发射超声波时,在显示屏上呈现出一个尖形波:在接收到反射回来的超声波时,在显示屏上呈现出第二个尖形波。已知空气中的声速为。则下列说法正确的是( )

A. 汽车两次接收到超声波的时间间隔为
B. 第一次接收到超声波时汽车到雷达的距离为
C.在测速仪第一次发出到第二次发出超声波期间,汽车行驶的距离为
D. 在汽车两次接收到声波的过程中,汽车的平均速度为
分析与解答:
向左为正,由题意知,

代入公式(2)得汽车的速度为:
"-"表示速度方向向右。故D是正确的。其它选项均错误,请读者自行研究。


例3、图甲是在某段高速公路上前后有两个超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出周期性超声波脉冲信号,并接收车辆反射回的信号,根据发出和接收到的时间差,反馈给运算单元,测出汽车的速度,图乙是两个测速仪中其中一个的测速情况,是测速仪发出的超声波信号,分别是由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描,之间的时间间隔,超声波在空气中传播的速度是.若汽车是匀速行驶的,则根据图乙可知的情况,求:
(1)图乙是前后哪个测速仪工作时发出和接收的信息,汽车在接收到两个信号之间的时间内前进的距离是多少?
(2)汽车的速度是多大?
分析与解答:(1)略 

(2)取向左为正方向,由题意和图示可得

代入公式(2)得汽车的速度

【答案】

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