Question

12．某中學(xué)物理活動(dòng)小組同學(xué)查閱資料，得到聲音在某些物質(zhì)中的傳播速度（見(jiàn)下表）．一根足夠長(zhǎng)且裸露在地面的鐵管，管中充滿水．當(dāng)氣溫為20℃時(shí)，小組中的一位同學(xué)在鐵管的一端敲擊一下，另一位同學(xué)在管子另一端聽(tīng)

物質(zhì)	溫度（℃）	速度（m/s）
空氣	20	340
水	20	1450
松木	20	3320
鐵	20	4900

（1）如果聽(tīng)到最后一次敲擊聲離敲擊時(shí)間為1.2s，則這條直鐵管長(zhǎng)約為多少米．
（2）聽(tīng)到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時(shí)間間隔是多少s？（精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）

Answer 1

分析 （1）此題要從聲音的傳播速度來(lái)解決．聲音在固體、液體和氣體的傳播速度不同，因此在鐵管的另一端會(huì)聽(tīng)到三次敲擊聲．
最后聽(tīng)到的是聲音以最慢的速度傳過(guò)來(lái)的，所以鐵管的長(zhǎng)度就用這個(gè)最慢的速度乘以時(shí)間來(lái)計(jì)算．
（2）聽(tīng)到第一次敲擊聲是從鐵管傳來(lái)的，利用v=$\frac{s}{t}$求出聽(tīng)到第一次敲擊聲的時(shí)間，聽(tīng)到最后一次敲擊聲離敲擊時(shí)間與聽(tīng)到第一次敲擊聲的時(shí)間之差即為聽(tīng)到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時(shí)間間隔．

解答 解：
（1）聲音在固體的傳播速度最快，在氣體中傳播速度最慢，液體中傳播速度在固體和氣體之間．當(dāng)在鐵管一端敲擊時(shí)，聲音就會(huì)從鐵管、鐵管里的水和空氣三種介質(zhì)里傳播，所以會(huì)聽(tīng)到三次聲音．
最后聽(tīng)到的是從空氣中傳來(lái)的，所以速度是340m/s，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，則鐵管長(zhǎng)：
L=vt=340m/s×1.2s=408m．
（2）聽(tīng)到第一次敲擊聲是從鐵管傳來(lái)的，所以速度是4900m/s，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，聽(tīng)到第一次敲擊聲的時(shí)間：
t₂=$\frac{s}{{v}_{2}}$=$\frac{408m}{4900m/s}$=0.08s，
聽(tīng)到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時(shí)間間隔是：
t′=t-t₂=1.2s-0.08s=1.02s．
答：（1）如果聽(tīng)到最后一次敲擊聲離敲擊時(shí)間為1.2s，則這條直鐵管長(zhǎng)約為408m．
（2）聽(tīng)到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時(shí)間間隔是1.02s．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)速度公式的掌握和運(yùn)用，分析題意得出在鐵管的另一端會(huì)聽(tīng)到三次敲擊聲是本題的難點(diǎn)．