解题思路:(1)根据两者始终保持相同的速度υ同向前进,可得出信号向前面的艇传播时相对速度,和信号返回时,相对后潜水艇的速度,再根据两者相距L,利用速度公式变形可分别求出到达前面潜水艇的时间和到达后潜水艇的时间,二者相加即可.
(2)将t=
2v
0
L
v
2
0
−v
2
化简得t=
2L
v
0
−
v
2
v
0
,然后根据v的取值讨论,可得出两潜水艇静止时,后艇从发出信号到接收到反射回来的信号的时间最短.
(3)从物理的角度说,当υ=υ0时,t=
2v
0
L
v
2
0
−v
2
的分母为零意味信号不可能到达前面的潜水艇.
(1)因L一定,两艘潜艇保持相同的速度υ同向前进.信号向前面的艇传播时,相对前面潜水艇的速度为:v0-v,
到达前面潜水艇的时间为t1=
L
v0−v,信号返回时,相对后潜水艇的速度为:v0+v,到达后潜水艇的时间为:t2=
L
v0+v.
则总时间为t=t1+t2,代入整理得t=
L
v0−v+
L
v0+v=
2v0L
v20−v2;
(2)由t=
2v0L
v20−v2=
2L
v 0−
v2
v0得,当v=0时,v0-
v2
v0的值最大,则t最小,这说明当两潜水艇静止时,后潜水艇从发出信号到接收到反射回来的信号的时间最短.
(3)从纯数学的角度来说,当υ=υ0时,t=
2v0L
v20−v2的分母为零,是没有意义的,但是,这是一个表达一定的物理意义的式子.那么,从物理的角度说,当υ=υ0时,t=
2v0L
v20−v2的分母为零时,就意味的从后潜水艇发出的信号不可能到达前面的潜水艇,说明此时声纳系统失败.
答:(1)证明见上
(2)v=o,后艇从发出信号到接收到反射回来的信号的时间最短.
(3)无法进行信号传递.
点评:
本题考点: 匀速直线运动及其公式、图像.
考点点评: 此题主要考查回声测距离的应用,解答此题的关键是灵活掌握速度公式的变形,难点是由t=2v0Lv20−v2这个式子到2Lv 0−v2v0,对此要求数学基础比较好,因此学生具备一定的学科综合能力,此题属于难题.