Question

【題目】聲波在海水中傳播衰減程度遠小于電磁波．聲納就是利用聲波在水中的傳播特點來對物體進行定位和測速的．如圖是一艘靜止軍艦上的聲納裝置的顯示器所顯示出聲波信號發出與接收的情況，圖中P1、P2是聲納發出的信號，n1、n2分別是P1、P2、被不明物體反射回來的信號．如果P1、P2之間的時間間隔△t=1.2s，聲波在海水中的傳播速度υ=1500m/s，不明物體是沿直線正對著軍艦勻速行駛．求：

（1）υ=1500m/s的物理意義： ．
（2）信號P1遇到不明物體時，該物體到軍艦的距離．
（3）不明物體的速度．

Answer 1

【答案】
（1）運動物體每秒鐘通過的路程為1500m
（2）解：從圖中可以看出，從信號P1到接收到信號n1經歷的時間為24s，

根據v= 可得，信號P1遇到不明物體時，該物體到軍艦的距離為：

s=vt=1500m/s× ×24s=18000m；

（3）解：從圖中可以看出，從發出信號P2到接收到信號n2經歷的時間為23.9s，

根據v= 可得，信號P2遇到不明物體時，該物體到軍艦的距離為：

s′=vt′=1500m/s× ×23.9s=17925m；

不明物體移動的距離為：

△s=s﹣s′=18000m﹣17925m=75m，

如圖：

第一列波單程運動的時間t1= =12s，

第二列波單程運動的時間t2= =11.95s，

當第一列波與不明物相遇時，第二列波的傳播時間為t1﹣1s=12s﹣1s=11s（因為晚發出1s，此時該波在紫色豎線段位置）．

由于不明物體和第二列波相向運動，剩下的問題就是相遇問題，相遇過程它們運動時間相等．

所以，不明物體移動這段距離的時間為：

t不明物=t第2列剩余=t2﹣（t1﹣1.2s）=11.95s﹣10.8s=1.15s．

所以，不明物體移動的速度：

v′= = =65.2m/s．

【解析】解：（1）1500m/s表示的物理意義是：運動物體每秒鐘通過的路程為1500m；答：（1）運動物體每秒鐘通過的路程為1500m；（2）信號P1遇到不明物體時，該物體到軍艦的距離為18000m．（3）不明物體的速度為65.2m/s