最后一题(潜艇速度)的解题关键是:
1、声波的速度不要叠加潜艇的速度;
2、声波持续发射,可理解为开始的一声和结束的一声,收到也可这样理解;
先发射的先收到,后发射的后收到。
设潜艇发开始的一声时,距海底距离H米;
潜艇发结束的一声时,距发开始的一声时行进距离L1米;
潜艇收结束的一声时,距收开始的一声时行进距离L2米;
潜艇收开始的一声时,距发开始的一声时行进距离L3米;
潜艇收结束的一声时,距发结束的一声时行进距离L4米;
如图所示
显然有:
L1=V*⊿t1
L2=V*⊿t2
L3=2*H*V/(V+V0)
L4=2*(H-V*⊿t1)*V/(V+V0)
另有等式L3-L1=L4-L2
将L1、L2、L3、L4代入,
解之得V=V0*(⊿t1-⊿t2)/(⊿t1+⊿t2)
验证一下:
当潜艇静止时,显然⊿t1=⊿t2,得V=0,正确;
当潜艇速度等于声速时,显然⊿t2=0,得V=V0,正确;
实际上,V0*(⊿t1-⊿t2)就是先发射的声波比后发射的声波多走的距离,
当然等于V*(⊿t1+⊿t2)即潜艇走的距离。
如果思维独特,口算即可。
思考:当潜艇速度大于声速时(目前的实际情况当然不可能),如何修正这种测量方式?.