Question

2．小紅姑姑家有一家油氣廠，不久前小紅去玩時(shí)發(fā)現(xiàn)了一段長(zhǎng)374米的大型鐵質(zhì)空管，感到很好奇．聯(lián)想到聲音的傳播知識(shí)，于是他和表弟做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：表弟在管的一端敲打，他在另一端將耳朵貼在管上聽并同時(shí)計(jì)時(shí)，結(jié)果他先后聽到了兩次響聲．這一結(jié)果說明聲音在固體和氣體中的傳播速度不同若前后聽到的時(shí)間差為1秒．（當(dāng)時(shí)聲音在空氣中的速度為340m/s）
（1）求出第二次聽到聲音所需的時(shí)間？
（2）求聲音在鐵中的傳播速度多大？

Answer 1

分析 聲音的傳播需要介質(zhì)，氣體、液體和固體都能傳播聲音，且聲音的傳播速度與介質(zhì)的種類有關(guān)：一般情況下，聲音在固體中傳播的最快，在液體中次之，在氣體中最慢；
（1）已知鐵管的長(zhǎng)度和聲速，利用速度公式的變形可求時(shí)間；
（2）解決此題要知道聲音在鐵中傳播的速度大于在空氣中傳播的速度，因此兩次接收有時(shí)間差，根據(jù)速度公式進(jìn)行計(jì)算即可．

解答 解：聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同，一般情況下，在固體中傳播的最快，鐵管是固體，所以最先聽到的聲音是通過鐵管傳來的，而第二次是鐵管發(fā)出的聲音傳到空氣中，由空氣將聲音傳播到人的耳朵里的，所以說人將耳朵貼在鐵管上可以聽到兩次響聲，依次是由鐵管和空氣傳來的；
（1）已知鐵管長(zhǎng)364m，空氣中的聲音的傳播速度為340m/s，
由v=$\frac{s}{t}$可得在聲音在空氣中傳播的時(shí)間：
t_空氣=$\frac{s}{{v}_{空氣}}$=$\frac{374m}{340m/s}$=1.1s，
（2）因?yàn)閮纱蔚臅r(shí)間差1s，所以聲音在鐵管中傳播的時(shí)間t_鐵=1.1s-1s=0.1s，
聲音在鐵中的傳播速度為v_鐵=$\frac{s}{{t}_{鐵}}$=$\frac{374m}{0.1m}$=3740m/s．
故答案為：兩；聲音在固體和氣體中的傳播速度不同；（1）第二次聽到聲音所需的時(shí)間是1.1s；（2）聲音在鐵中的傳播速度是3740m/s．

點(diǎn)評(píng) 解決此類問題要利用速度公式進(jìn)行求解，知道聲音在空氣和鐵管中的傳播速度不同．