声波在海水中传播衰减程度远小于电磁波。声纳就是利用声波在水中的传播特点来对物体进行定位和测速的。图10是一艘静止军舰上的声纳装置的显示器所显示出声波信号发出与接收的情况，图中P1、P2是声纳发出的信号，n1、n2分别是P1、P2被不明物体反射回来的信号。如果P1、P2之间的时间间隔△t=1.0s，声波在海水中的传播速度v=1500m/s，不明物体是沿直线正对着军舰匀速行驶。求：
1、信号P1遇到不明物体时，该物体到军舰的距离。
2、不明物体的速度。
解析：
1.从图中可以发现P1、P2间有10个等分格，故其一个等份格之间的时间为0.1s。如下图所示。P1、P2从发射到接收到返回信号共经历的时间是分别是：
t1=24.5s-0.5s=24s
可见P1遇到不明物体时，物体到军舰的距离是：
S1= | 1 | vt1= | 1 | ×1500m/s×24s=1.8×104m |
2 | 2 |
2.同上，P2遇到不明物体时，物体到军舰的距离是：
S2=1.7925×104m
不明物体两次接触超声波时的距离是：
S=S1-S2=1.8×104m -1.7925×104m=75m
参照下图，P1、P2到达不明物体时的时间差为：
△t’=1s+ | 1 | t2- | 1 | t1 =1s+ | 1 | ×23.9s- | 1 | ×24s |
2 | 2 | 2 | 2 |
=0.95s
故不明物体运动的速度是：
v’= | S | = | 75m | =78.95m/s |
△t’ | 0.95s |
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