Question

4．在長為1768m的一根鐵管兩端有甲、乙兩個同學，若乙同學在長鐵管的一端敲一下鐵管，甲同學把耳朵貼在長鐵管的另一端聽到兩次聲音的時間間隔為4.86s，求：
（1）甲同學第一次聽到的聲音是由鐵管（“空氣”或“鐵管”）傳播而來．
（2）聲音通過空氣傳播到甲同學時所需要的時間是多少？
（3）聲音通過鐵管傳播到甲同學時所需要的時間是多少？
（4）聲音在鐵中的傳播速度是多少？（聲音在空氣中的傳播速度是340m/s）

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的就可解答此題．一般情況下，固體中聲速最大，液體中其次，氣體中聲速最�。�
（2）已知聲音在空氣中的速度和鐵管長度，利用v=$\frac{s}{t}$計算聲音通過空氣傳播到甲同學時所需要的時間；
（3）知道聲音通過空氣傳播到甲同學時所需要的時間，又知兩次聽到聲音的時間間隔，可求聲音通過鐵管傳播到甲同學時所需要的時間．
（4）已知聲音在鐵管中的傳播時間和鐵管長度，利用v=$\frac{s}{t}$計算聲音在鐵中的傳播速度．

解答 解：（1）解：當敲擊鐵管時，聲音可以通過鐵管和空氣同時傳播，但在鐵管中的傳播速度最快，在空氣中的傳播速度最慢，所以可以先后聽到兩次敲擊聲，第一次是通過鐵管傳播過來的，第二次是通過空氣傳播過來的．
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，聲音通過鐵管傳播到甲同學時所需要的時間：
t_空=$\frac{s}{{v}_{空}}$=$\frac{1768m}{340m/s}$=5.2s，
（3）第一次是通過鐵管傳播過來的，第二次是通過空氣傳播過來的．
兩次聲音的時間間隔為4.86s，
所以聲音通過鐵管傳播到甲同學時所需要的時間：
t_鐵=t_空-t=5.2s-4.86s=0.34s，
（4）聲音在鐵中的傳播速度是：
v_鐵=$\frac{s}{{t}_{鐵}}$=$\frac{1768m}{0.34s}$=5200m/s．
答：（1）鐵管；
（2）聲音通過空氣傳播到甲同學時所需要的時間是5.2s；
（3）聲音通過鐵管傳播到甲同學時所需要的時間是0.34s；
（4）聲音在鐵中的傳播速度是5200m/s．

點評 此題考查速度公式及其應用，難度不大，解決此類問題的關(guān)鍵是知道聲音的傳播條件和在不同的介質(zhì)中的傳播速度不同．