Question

聲吶是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用廣泛的一種重要裝置．聲吶能夠向水中發(fā)射聲波，聲波的頻率大多在10kHz﹣30kHz之間，由于這種聲波的頻率較高，可以形成較強(qiáng)指向性．聲波在水中傳播時(shí)，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標(biāo)，就會(huì)被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據(jù)聲信號(hào)往返時(shí)間可以確定目標(biāo)的距離．

聲吶發(fā)出聲波碰到的目標(biāo)如果是運(yùn)動(dòng)的，反射回來的聲波（下稱“回聲”） 的音調(diào)就會(huì)有所變化，它的變化規(guī)律是：如果回聲的音調(diào)變高，說明目標(biāo)正向聲吶靠攏；如果回聲的音調(diào)變低，說明目標(biāo)遠(yuǎn)離聲吶．

（1）在月球上能否用聲吶技術(shù)來測量物體間的距離？為什么？

（2）如果停在海水中的潛艇A發(fā)出的聲波信號(hào)在10s內(nèi)接收到經(jīng)B潛艇反射回來的信號(hào)，且信號(hào)頻率不變，則潛艇B與潛艇A的距離s₁是多少（設(shè)聲波在海水中傳播速度為1500m/s）

（3）停在海水中的潛艇A繼續(xù)監(jiān)控潛艇B，突然接到潛艇B反射回來的聲波頻率是變低的，且測出潛艇B的速度是20m/s，方向始終在潛艇A、B的連線上，經(jīng)一分鐘后潛艇B與潛艇A的距離s₂為多少．

Answer 1

分析：  （1）聲音的傳播需要介質(zhì)，能夠在固體、液體和氣體中傳播，真空不能傳聲；

（2）先算出超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時(shí)間，再根據(jù)速度公式求兩者的距離；

（3）首先算出1分鐘內(nèi)潛艇B通過的距離，根據(jù)聲波頻率的變化分析出潛艇AB之間的距離變化，從而計(jì)算出二者之間的距離．

解答：  解：（1）在月球上不能用聲吶技術(shù)來測量物體間的距離，因?yàn)樵虑蛏鲜钦婵眨�而聲音不能在真空中傳播�?/p>

（2）超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時(shí)間：

t=×10s=5s，

∵v=

∴潛艇B與潛艇A的距離：

s=vt=1500m/s×5s=7500m；

（3）1分鐘后，潛艇B行駛的路程s_B=v_Bt=20m/s×60s=1200m

因?yàn)槁暡�頻率變低，所以潛艇B是遠(yuǎn)離聲吶，

現(xiàn)在兩艘潛艇之間的距離s₂=s₁+s_B=7500m+1200m=8700m．

答：（1）不能，因?yàn)樵虑蛏鲜钦婵�，而聲音不能在真空中傳播�?/p>

（2）潛艇B與潛艇A的距離s₁是7500m；

（3）經(jīng)一分鐘后潛艇B與潛艇A的距離s₂為8700m．