Question

12．A．某中學物理活動小組的同學查閱資料，得到聲音在某些介質中的傳播速度（見表）．

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

當氣溫為20℃時，小組中的一位同學在一根足夠長且裸露在地面的直鐵管的一端敲擊一下，另一位同學在鐵管另一端先后聽到兩次敲擊聲，請你解答下列問題：
（1）產生“兩次敲擊聲”的原因是聲音在固體的傳播速度最快，在氣體中傳播速度最慢．當在鐵管一端敲擊時，聲音就會從鐵管和空氣兩種介質里傳播，所以會聽到兩次聲音；
（2）敲擊后經過1.2s，另一個同學聽到最后一次敲擊聲，計算這條直鐵管長度；
（3）計算聽到兩次敲擊聲的時間間隔（結果精確到小數點后兩位）

Answer 1

分析 （1）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；
（2）最后聽到的是聲音以最慢的速度傳過來的，所以鐵管的長度就用這個最慢的速度乘以時間來計算；
（3）兩次聲音的間隔就是聲音在鐵中和空氣中傳播的時間差．

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．當在鐵管一端敲擊時，聲音就會從鐵管和空氣兩種介質里傳播，所以會聽到兩次聲音．
（2）最后聽到的是從空氣中傳來的，所以速度是340m/s，
由v=$\frac{s}{t}$，可得聲音傳播的路程就是鐵管長：
L=vt=340m/s×1.2s=408m；
（3）聲音在20℃鐵管中傳播速度為4900m/s，
由v=$\frac{s}{t}$得，聲音在鐵管中傳播的時間，
t=$\frac{{s}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{408m}{4900m/s}$=0.08s，
兩次聲音的間隔，t=1.2s-0.08s=1.12s．
答：（1）聲音在固體的傳播速度最快，在氣體中傳播速度最慢．當在鐵管一端敲擊時，聲音就會從鐵管和空氣兩種介質里傳播，所以會聽到兩次聲音；
（2）這條直鐵管長度為408m；
（3）聽到兩次敲擊聲的時間間隔為1.12s．

點評 聲音在不同介質中傳播速度不同，根據這一特點可以解釋生活中的一些現象．