Question

正在報警的警鐘，每隔0.5 s響一次，一個人坐在以60 km/h的速度向警鐘行駛的汽車中，已知聲音在空氣中的速度為330 m/s(在某一溫度下)，求此人在每分鐘內(nèi)聽到幾聲警鐘？

Answer 1

答案：
解析：

講析：根據(jù)題意，畫出示意圖(如上圖所示)，M點為警鐘所在處(即M為聲源)，O點為觀察者(即汽車中人)的瞬時位置．以v0表示聲音在空氣中的速度，在時間T內(nèi)聲音傳播的距離s0＝v0T．從波前到達(dá)O點起再經(jīng)時間t可傳到A點，則聲波通過觀察者的距離s1＝v0t．若人坐在不動的車內(nèi)，則在時間t內(nèi)聽到鐘響的次數(shù)為． 　　若人坐在以速度v行使的的汽車內(nèi)向M點運動，在相同的時間t內(nèi)人向聲源移動的距離s2＝vt．聲波在時間t內(nèi)通過人的相對距離應(yīng)為(s1＋s2)．于是，在這段時間內(nèi)人聽到的警鐘響的次數(shù)就應(yīng)為 　　 　　即人坐在行駛的汽車內(nèi)每分鐘聽到126聲警鐘． 　　點評：多普勒效應(yīng)是近幾年增加的考點，對考生抽象思維能力考察的要求較高．本題若能將每個聲音脈沖類比為實物粒子，從而變抽象為形象，就容易弄清此問題的物理情景和物理過程；然后結(jié)合運動學(xué)知識求解．從結(jié)果來看，人聽到的警鐘聲的間隔變短，同樣，聽到聲音的頻率也就會相應(yīng)增大．