Question

某班同學(xué)為了體驗(yàn)聲音在不同介質(zhì)中傳播速度不同的物理現(xiàn)象，他們來(lái)到自來(lái)水廠附近進(jìn)行實(shí)地探究活動(dòng)．活動(dòng)時(shí)請(qǐng)一位同學(xué)在輸送水的直鐵管道(充滿水)上敲擊一下，使鐵管發(fā)出清脆的聲音，其余同學(xué)沿鐵管分別在不同位置把耳朵貼近鐵管聽聲．實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后：A同學(xué)說(shuō)自己只聽到了一次響聲；B同學(xué)說(shuō)自己聽到了兩次響聲；C同學(xué)說(shuō)自己聽到了三次響聲．已知聲音在空氣中的傳播速度是340 m/s，在水中的傳播速度是1700 m/s，在鋼鐵中的傳播速度是5100 m/s，人能夠區(qū)分時(shí)間間隔為0.1 s以上的聲音．請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明：

(1)A、B、C三位同學(xué)聽到的聲音各是通過(guò)什么介質(zhì)傳來(lái)的；說(shuō)明先后順序．

(2)A、B、C三位同學(xué)的位置到敲擊點(diǎn)的距離范圍各是多少．

Answer 1

答案：
解析：

　　(1)A同學(xué)聽到的一次聲音是通過(guò)鐵管、水和空氣傳來(lái)的．

　　B同學(xué)聽到的兩次聲音中第一聲是通過(guò)鐵管和水傳來(lái)的，第二聲是通過(guò)空氣傳來(lái)的．

　　C同學(xué)聽到的三次聲音中第一聲是通過(guò)鐵管傳來(lái)的，第二聲是通過(guò)水傳來(lái)的，第三聲是通過(guò)空氣傳來(lái)的．

　　(2)A同學(xué)到敲擊點(diǎn)的距離s₁＜42.5 m，B同學(xué)到敲擊點(diǎn)的距離42.5 m≤s₂＜255 m，C同學(xué)到敲擊點(diǎn)的距離s₃≥255 m．

　　提示：(1)固體、液體、氣體都可以傳播聲音，敲擊一次鐵管，聲音可以分別通過(guò)空氣、水、鐵管傳播到其他同學(xué)的耳中．聲音在鐵中傳播速度最快，其次是水，在空氣中傳播速度最慢，如果通過(guò)空氣、水、鐵管傳來(lái)的聲音兩兩間隔都在0.1 s以內(nèi)，三個(gè)聲音混在了一起，只能聽到一次聲音．如果通過(guò)鐵管傳來(lái)的聲音與通過(guò)水傳來(lái)的聲音時(shí)間間隔小于0.1 s，而通過(guò)水傳來(lái)的聲音與通過(guò)空氣傳來(lái)的聲音時(shí)間間隔在0.1 s以上，就能聽到兩次聲音．如果通過(guò)鐵管傳來(lái)的聲音與通過(guò)水傳來(lái)的聲音時(shí)間間隔大于0.1 s，通過(guò)水傳來(lái)的聲音與通過(guò)空氣傳來(lái)的聲音間隔也大于0.1 s，三個(gè)聲音將被區(qū)分開．所以A同學(xué)聽到的一次聲音是通過(guò)鐵管、水和空氣傳來(lái)的．B同學(xué)聽到的兩次聲音中第一聲是通過(guò)鐵管和水傳來(lái)的，第二聲是通過(guò)空氣傳來(lái)的．C同學(xué)聽到的三次聲音中第一聲是通過(guò)鐵管傳來(lái)的，第二聲是通過(guò)水傳來(lái)的，第三聲是通過(guò)空氣傳來(lái)的．

　　(2)設(shè)A同學(xué)在離鐵管的距離為s₁，由通過(guò)水傳到A的聲音與通過(guò)空氣傳到A的聲音時(shí)間間隔小于0.1 s可知，－＜0.1 s，解得s₁＜42.5 m；設(shè)B同學(xué)離鐵管的距離為s₂，由通過(guò)鐵管傳到B的聲音與通過(guò)水傳到B的聲音時(shí)間間隔小于0.1 s，而通過(guò)水傳到B的聲音與通過(guò)空氣傳到B的聲音時(shí)間間隔在0.1 s以上可知，－＜0.1 s，－≥0.1 s，解得42.5 m≤s₂＜255 m；設(shè)C同學(xué)離鐵管的距離為s₃，由通過(guò)鐵管傳到C的聲音與通過(guò)水傳到C的聲音時(shí)間間隔大于0.1 s可知，－≥0.1 s，解得s₃≥255 m．