Question

13．小夢(mèng)的爸爸是火車(chē)司機(jī)，暑假里小夢(mèng)隨爸爸的火車(chē)從曲阜到北京游玩，一路上她用所學(xué)物理知識(shí)解決了很多問(wèn)題：
（1）看向窗外，她感覺(jué)兩旁的樹(shù)木飛速后退，這是因?yàn)樗�以列�?chē)為參照物，當(dāng)她以一列同樣北上的“高鐵”為參照物時(shí)，她感覺(jué)自己向南運(yùn)動(dòng)．
（2）火車(chē)在進(jìn)入隧道前必須鳴笛，小夢(mèng)的爸爸拉響汽笛后4s聽(tīng)到隧道口處山崖反射的回聲，她低頭看了一下如圖1所示的速度表，立即說(shuō)出此處離隧道口的距離，請(qǐng)你幫小夢(mèng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程．（注：火車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，聲音在空氣中的傳播速度為v_空=340m/s）

（3）小夢(mèng)在隧道口看到如圖2所示的標(biāo)志牌，爸爸問(wèn)小夢(mèng)：這列長(zhǎng)200m的火車(chē)完全通過(guò)隧道要用多少時(shí)間？

Answer 1

分析 （1）在研究物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，要先選取一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為參照物，物體和參照物之間的位置如果發(fā)生改變，則物體是運(yùn)動(dòng)的；如果未發(fā)生變化，則物體是靜止的．
（2）聲源是運(yùn)動(dòng)的物體，用公式s=vt分別算出4s時(shí)間內(nèi)聲音傳播的路程s₁和火車(chē)前進(jìn)的距離s₂，鳴笛時(shí)火車(chē)距隧道口為s，則有2s=s₁+s₂，利用幾何關(guān)系將s₁、s₂代入求出s；

解答 解：（1）看到兩旁的樹(shù)木在向后退，小夢(mèng)是以汽車(chē)為參照物，路旁的樹(shù)木相當(dāng)于汽車(chē)是運(yùn)動(dòng)的．
小夢(mèng)坐在行駛的火車(chē)上，同樣北上的列車(chē)，高鐵速度大于她乘坐火車(chē)速度，以高鐵為參照物，她是向南運(yùn)動(dòng)；
（2）由速度表可知：司機(jī)的速度v₂=90km/h=$\frac{90}{3.6}$m/s=25m/s，
由公式s=vt得：
列車(chē)?guó)Q笛后4s時(shí)間內(nèi)聲音傳播的路程為：
s₁=v₁t=340m/s×4s=1360m，
4s內(nèi)列車(chē)前進(jìn)的距離為：
s₂=v₂t=25m/s×4s=100m
因?yàn)?s=s₁+s₂，
列車(chē)?guó)Q笛時(shí)距隧道口距離為：
s=$\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2}$=$\frac{1360m+100m}{2}$=1180m．
（3）解：火車(chē)完全通過(guò)隧洞的路程s=600m+200m=800m，
火車(chē)速度v=90km/h=25m/s，
由v=$\frac{s}{t}$得：
火車(chē)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=$\frac{s}{v}$=$\frac{800m}{25m/s}$=32s．
故答案為：（1）列車(chē)，南；（2）1180m；（3）32s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了參照物的應(yīng)用，學(xué)生對(duì)速度公式的掌握和運(yùn)用，關(guān)鍵是要知道火車(chē)完全在隧道內(nèi)時(shí)行駛的路程=隧道長(zhǎng)-火車(chē)長(zhǎng)，火車(chē)完全通過(guò)隧道的路程=隧道長(zhǎng)+火車(chē)長(zhǎng)．