17. 测距离的传感器发出的超声波遇到物体后反射回传感器,传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离,并显示物体的距离—时间图像。超声波在空气中的速度是340 m/s。

(1)若传感器在发出信号后0.01 s收到从物体反射回来的信号。物体距传感器多远?
(2)若显示物体的s-t图像如图甲,物体在0至15 s的运动情况如何?
(3)如图乙所示,一物体在$F = 10N$的水平拉力作用下,沿水平地面做匀速直线运动。传感器显示物体的s-t图像如图丙。在0至15 s物体受到的摩擦力为多大? 拉力的功率为多大?

(1)1.7 m
(2)物体(在 0 至 15 s 相对传感器)静止
(3)10 N 20 W
解析 (1)从发出信号到收到信号是超声波一个来回所需的时间,因此在求物体与传感器的距离时,时间应取一半;
$s=v\cdot \frac {t}{2}=340m/s×\frac {0.01}{2}s=1.7m$。
(2)从图像甲可以看出,传感器到物体的距离不随时间的变化而变化,说明此物体处于静止状态。
(3)物体沿水平地面做匀速直线运动,说明此时物体处于平衡状态,在水平方向上拉力与摩擦力是一对平衡力,因此摩擦力$F_{f}=10N$,拉力的功率$P=\frac {W}{t'}=\frac {Fs'}{t'}=\frac {10N×30m}{15s}=20W$。