Question

19．如圖為正在安裝的鐵制輸運(yùn)管道．若在空曠寂靜的原野中有一段長(zhǎng)為2600米的直管道，工人甲在管道的一端猛敲了一下鐵管，另一位耳朵緊貼管道另一端的工人乙，在0.5秒后聽到了聲音，接著工人乙將頭抬起，幾秒后又聽到了一個(gè)聲音．
（1）聲音在鐵質(zhì)物體中的傳播速度是多少？
（2）工人乙為什么先后聽到了兩個(gè)聲音？
（3）假設(shè)聲音在空氣中的傳播速度為320米/秒，工人乙先后聽到兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔有幾秒？

Answer 1

分析 （1）已知鐵管的長(zhǎng)度和聲音在鐵管中的傳播時(shí)間，可以得到在鐵管中的傳播速度；
（2）聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的．在氣體最慢，固體中最快，液體介于兩者之間；
（3）已知鐵管長(zhǎng)度和聲音在空氣中的傳播速度，可以得到聲音從鐵管一端通過空氣傳到另一端所用的時(shí)間．聲音在空氣和在鐵管中傳播的時(shí)間之差就是聽到兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔．

解答 解：
（1）聲音在鐵質(zhì)物體中的傳播速度為v_鐵=$\frac{s}{{t}_{時(shí)間}}$=$\frac{2600m}{0.5s}$=5200m/s；
（2）由于聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的，在氣體最慢，固體中最快．在鋼管一端敲一下，聲音可沿空氣和鐵管傳播，在鐵管中傳播的快，故先后聽到兩個(gè)聲音；
（3）因?yàn)関=$\frac{s}{t}$，
所以聲音在空氣中的傳播時(shí)間為t_空氣=$\frac{s}{{v}_{空氣}}$=$\frac{2600m}{320m/s}$=8.125s，
乙聽到兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為△t=t_空氣-t_鐵=8.125s-0.5s=7.625s．
答：
（1）聲音在鐵質(zhì)物體中的傳播速度是5200m/s；
（2）聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的，在氣體最慢，固體中最快；
（3）乙聽到兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔為7.625s．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了聲音在不同介質(zhì)中傳播速度的差異和速度計(jì)算公式及其變形公式的應(yīng)用．我們不僅要知道聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，還要大體了解聲速與介質(zhì)種類的對(duì)應(yīng)關(guān)系．