一、回声测距
先记一句话
(声音往返,路程除以2)。公式写s=vt/2,其中s是声源到障碍物的距离,v是声速,t是从发声到听到回声的时间。
为什么除以2?
声音从声源到障碍物,再反射回来,走的是(往返)路程。总路程是声源到障碍物距离的(2倍),所以距离要除以2。不除以2,算出来是声音走的总路程,不是距离。
高频判断:
· 回声测距,声音走的路程是距离的2倍。(对)· 回声测距,声音走的路程就是距离。(错)· 回声测距要除以2。(对)
静止声源的回声测距
车静止,鸣笛后t秒听到回声,车到山崖距离s=(vt/2)。这是最基本类型。
举例:声速340 m/s,4 s听到回声,距离=340×4÷2=(680 m)。
易错:直接算340×4=1360 m,忘了除以2。
运动声源的回声测距
车向山崖行驶,鸣笛后t秒听到回声。声音走的路程是s声=vt,车走的路程是s车=v车t。声音往返,车也在前进,听到回声时车距山崖s=((s声−s车)/2)。
为什么减s车?因为车向山崖靠近,声音去程和车同向,回程相遇时车已经往前走了,声音走的总路程比“车静止时”少了一个车走的路程,所以用(s声−s车)再除以2。
高频判断:
· 车向山崖行驶,听到回声时距山崖用(s声−s车)/2。(对)· 车向山崖行驶,听到回声时距山崖用s声/2。(错,忘了车也在走)· 车远离山崖,听到回声时距山崖用(s声+s车)/2。(对)
易错:不判断车是“向山崖”还是“远离山崖”,直接套s声/2。先判断方向,再决定加还是减s车。
真空不能传声
回声测距必须在有(介质)的环境中进行。(真空不能传声),太空中不能回声测距。
高频判断:
· 真空能传声,所以太空可以回声测距。(错)· 回声测距需要介质。(对)· 月球上不能直接用声呐测距。(对,月球没有空气)
声速与介质
声速大小:(固体>液体>气体)。15℃空气中声速约(340 m/s)。不同介质声速不同,计算时先看题目给的声速。
二、火车过桥
先记两句话
(完全通过=桥长+车长);(完全在桥上=桥长−车长)。
· 完全通过大桥:从车头上桥到车尾离桥,路程=(桥长+车长)。· 完全在桥上:从车尾上桥到车头离桥,路程=(桥长−车长)。
完全通过大桥
车头上桥开始,到车尾离开桥结束,车走的总路程是(桥长+车长)。因为车尾也要离开桥,车头得多走一个车长。
高频判断:
· 完全通过大桥,路程=桥长+车长。(对)· 完全通过大桥,路程=桥长。(错)· 完全通过大桥,时间=(桥长+车长)÷车速。(对)
举例:车长200 m,桥长1000 m,车速20 m/s,完全通过时间=(1000+200)÷20=(60 s)。
完全在桥上
车尾上桥开始,到车头离桥结束,车走的总路程是(桥长−车长)。因为车头到桥头时车尾还没上桥,车尾上桥时车头已经走了一段,真正“完全在桥上”的路程比桥长少一个车长。
高频判断:
· 完全在桥上,路程=桥长−车长。(对)· 完全在桥上,路程=桥长。(错)· 完全在桥上,时间=(桥长−车长)÷车速。(对)
举例:车长200 m,桥长1000 m,车速20 m/s,完全在桥上时间=(1000−200)÷20=(40 s)。
火车过隧道、过桥、错车
火车过隧道和过桥一样:完全通过=(隧道长+车长),完全在隧道内=(隧道长−车长)。
两车错车:两车相向而行,从车头相遇到车尾相离,路程=(两车车长之和);两车同向超车,从车头追上到车尾离开,路程=(两车车长之和)。错车时间=两车车长之和÷(两车速度之和或之差)。
高频判断:
· 两车错车,路程=两车车长之和。(对)· 两车错车,路程=一辆车车长。(错)· 两车同向超车,相对速度=两车速度之差。(对)
常见混淆
· “完全通过”和“完全在桥上”混淆:完全通过(加)车长,完全在桥上(减)车长。· 忘记车长:只算桥长,漏掉车长。· 错车时忘记两车车长都算:错车路程是(两车车长之和),不是一辆车车长。
三、三组对比
对比1:回声测距 vs 火车过桥
· 回声测距:声音往返,除以2;车动时用(s声±s车)/2。· 火车过桥:完全通过加车长,完全在桥上减车长。· 共同点:都要先判断“走的是哪段路程”,再代公式。
对比2:完全通过 vs 完全在桥上
· 完全通过:桥长+车长,时间长。· 完全在桥上:桥长−车长,时间短。· 判断关键:车头车尾分别在哪。
对比3:向山崖 vs 远离山崖
· 向山崖:听到回声时距山崖=(s声−s车)/2。· 远离山崖:听到回声时距山崖=(s声+s车)/2。· 判断关键:车是靠近还是远离障碍物。
四、答题模板
回声测距模板:(1)判断声源静止还是运动,运动时判断靠近还是远离;(2)静止:s=vt/2;靠近:(s声−s车)/2;远离:(s声+s车)/2;(3)写公式、代数据、带单位、写答。
示例:车向山崖行驶,声速340 m/s,车速20 m/s,4 s听到回声。s声=340×4=1360 m,s车=20×4=80 m,距山崖=(1360−80)÷2=(640 m)。
火车过桥模板:(1)判断“完全通过”还是“完全在桥上”;(2)完全通过:路程=桥长+车长;完全在桥上:路程=桥长−车长;(3)时间=路程÷车速,写公式、代数据、带单位、写答。
示例:车长200 m,桥长1000 m,车速20 m/s。完全通过时间=(1000+200)÷20=(60 s);完全在桥上时间=(1000−200)÷20=(40 s)。
五、考前自测五问
回声测距为什么要除以2? 车向山崖行驶,听到回声时距山崖用什么公式? 完全通过大桥,路程是桥长加车长还是减车长? 完全在桥上,路程是桥长加车长还是减车长? 两车错车,路程是多少?
答案依次:(声音往返)、((s声−s车)/2)、(加车长)、(减车长)、(两车车长之和)。
六、易错提醒
回声测距(除以2),因为声音往返。 车向山崖用((s声−s车)/2),远离山崖用((s声+s车)/2),先判断方向。 真空(不能)传声,太空不能回声测距。 完全通过大桥=桥长(加)车长。 完全在桥上=桥长(减)车长。 两车错车,路程=(两车车长之和)。 不判断“完全通过”还是“完全在桥上”就套公式,必错。 算回声测距时,车走的路程(不能)漏掉。 声速看题目给的数值,不同介质声速(不同)。 答题写公式、代数据、带单位、写答,四步不能少。