Question

19．如圖為正在安裝的鐵制輸運管道．若在空曠寂靜的原野中有一段長為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聲音？
（3）假設聲音在空氣中的傳播速度為320米/秒，工人乙先后聽到兩個聲音的時間間隔有幾秒？

Answer 1

分析 （1）已知鐵管的長度和聲音在鐵管中的傳播時間，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間．聲音在空氣和在鐵管中傳播的時間之差就是聽到兩個聲音的時間間隔．

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，故先后聽到兩個聲音；
（3）因為v=$\frac{s}{t}$，
所以聲音在空氣中的傳播時間為t_空氣=$\frac{s}{{v}_{空氣}}$=$\frac{2600m}{320m/s}$=8.125s，
乙聽到兩個聲音的時間間隔為△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）乙聽到兩個聲音的時間間隔為7.625s．

點評 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算公式及其變形公式的應用．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)種類的對應關系．