Question

17．自來(lái)水廠有一根足夠長(zhǎng)的鐵管，為了測(cè)出它的長(zhǎng)度，甲準(zhǔn)備用學(xué)過(guò)的聲學(xué)知識(shí)間接測(cè)量呢，于是，在管的一端用錘敲一下，乙在管的另一端聽到了兩次響聲，并測(cè)出兩次響聲間隔0.2s，問(wèn)：
（1）為什么會(huì)聽到兩次響聲？
（2）鐵管有多長(zhǎng)？（設(shè)當(dāng)時(shí)的溫度為15℃，聲音在鐵中的速度為5200m/s，在空氣中傳播速度為340m/s，答案取整數(shù)）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)聲音在不同的介質(zhì)里的傳播速度是不同，一般情況下，固體中聲速最大，液體中其次，氣體中聲速最�。�
（2）聽到兩次聲音，一次是鐵管傳播，一次是空氣傳播，聲音在鐵中傳播速度大于空氣傳播速度，經(jīng)過(guò)相同的距離，聲音在空氣中需要時(shí)間比聲音在鐵管中傳播大0.2s．人第一次聽到的是從鐵管中傳播的聲音，第二次聽到的是從空氣中傳播的聲音，根據(jù)速度公式的變形公式s=vt列方程求解．

解答 解：（1）根據(jù)題意甲同學(xué)把耳朵貼在長(zhǎng)鐵管的一端，乙同學(xué)在長(zhǎng)鐵管的另一端敲一下這根鐵管，聲音分別從鋼管、空氣中傳播，則甲同學(xué)要聽到2個(gè)聲音，一個(gè)聲音是從鐵管傳來(lái)，另一個(gè)是從空氣中傳來(lái)的，這說(shuō)明了聲音在鋼管中傳播的速度比在空氣中傳播快．
（2）設(shè)鐵管的長(zhǎng)度是s，
聲音在空氣中的傳播時(shí)間是t₁=$\frac{s}{{v}_{1}}$，
聲音在鐵管中的傳播時(shí)間是t₂=$\frac{s}{{v}_{2}}$，
聲音在空氣中需要時(shí)間比聲音在鐵管中傳播大0.2s．
因?yàn)?\frac{s}{{v}_{1}}$=-=0.2s，即：$\frac{s}{340m/s}$-$\frac{s}{5200m/s}$=0.2s，
所以s≈73m．
答：（1）聲音在鐵管中傳播的速度比在空氣中傳播快，兩次聲音分別是通過(guò)鐵管和空氣傳來(lái)的．
（2）鐵管的長(zhǎng)度是73m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度，人聽到兩個(gè)聲音是由于聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同造成的．