Question

16．小王和小李同學做測定聲音在鐵軌中傳播速度的實驗，在距小王1020m處小李用鐵槌敲擊鐵軌，小王用耳朵貼近鐵軌時，聽到兩聲敲擊聲，兩聲的時間間隔為2.8s，已知空氣中的聲速v_空=340m/s，則聲音在鐵軌中傳播的速度是多少？（寫出計算過程）

Answer 1

分析 根據聲音在固體中傳播的速度大于在空氣中傳播的速度，因此第一聲聽到的是沿鐵軌傳來的敲擊聲．設聲音在空氣和鐵軌中傳播的速度分別為v₁和v₂，傳播時間分別為t₁和t₂，且聲音傳播的距離為s．可列出三個方程：①t₂=t₁-2.8s，②s=v₁t₁，③s=v₂t₂，然后即可求解．

解答 解：
設聲音在空氣和鐵軌中傳播的速度分別為v₁和v₂，傳播時間分別為t₁和t₂，且聲音傳播的距離為s．
依題意可有：
t₂=t₁-2.8s，…①
s=v₁t₁…②
s=v₂t₂…③
將①②兩式代入③式中可得
v₂=$\frac{s}{\frac{s}{{v}_{1}}-2.8s}$=$\frac{1020m}{\frac{1020m}{340m/s}-2.8s}$=5100m/s．
答：聲音在鐵軌中傳播的速度是5100m/s

點評 本題有一定的難度，理解題意和利用方程求解，要分辨空氣和鋼鐵傳來的聲音各自需要的距離是相同的解答本題的關鍵．