Question

17．某中學(xué)物理活動小組同學(xué)查閱資料，得到聲音在某些物質(zhì)中的傳播速度（見下表），一根足夠長且裸露在地面的鐵管，管中充滿水．當(dāng)氣溫為20℃時，小組中的一位同學(xué)在鐵管一端敲擊一下，另一位同學(xué)在管子另一端聽．
（1）該同學(xué)能聽到幾次敲擊聲？（要說明判斷理由）
（2）如果聽到最后一次敲擊聲與聽到第一次敲擊聲的時間間隔為1s，則這條直鐵管約為多少米？（保留一位小數(shù)）

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

Answer 1

分析 此題要從聲音的傳播速度來解決．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聽到好幾次敲擊聲．最后聽到的是聲音以最慢的速度傳過來的．結(jié)合表中數(shù)據(jù)可對題干中的問題進(jìn)行解答．

解答 解：（1）聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，本題中，在鐵管中傳播最快，在水中其次，在空氣中最慢，因此，能聽到三次敲擊聲；
（2）第一聲是通過鐵管傳過來的，設(shè)傳播時間為t，由v=$\frac{s}{t}$得，s=v_鐵t，
第二聲是通過水傳播過來的，
第三聲是由空氣傳播過來的，所用時間為t+1s，則s=v_空氣（t+1s）
因為s相同，故得方程：v_鐵t=v_空氣（t+1s）
4900m/s×t=340m/s×（t+1s），
解得：t=$\frac{17}{228}$s，
鐵管的長度為s=v_鐵t=4900m/s×$\frac{17}{228}$s≈365.4m．
答：（1）該同學(xué)能聽到3次敲擊聲；這是因為聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同；
（2）鐵管長約365.4米．

點評 本題考查聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，關(guān)鍵是速度公式及其變形的靈活運用．