Question

12．第一次測定鑄鐵中聲音的傳播速度的實(shí)驗(yàn)是在巴黎用下面的方法進(jìn)行：
（1）在鑄鐵管的一端敲一下鐘，在管的另一端聽到兩次聲音，這是怎么回事？
（2）若管長931m，兩次響聲間隔2.5s，如果當(dāng)時(shí)聲音在空氣中的傳播速度是340m/s，求鑄鐵中的聲速．

Answer 1

分析 （1）聲音的傳播是需要介質(zhì)的，聲音在不同介質(zhì)中傳播速度不同，在固體中最快，其次是液體中，最后是在氣體中．
（2）由速度的計(jì)算公式v=$\frac{s}{t}$，得：根據(jù)聲音在空氣中的傳播距離S與聲音在空氣中的傳播速度v，可以計(jì)算出聲音在空氣中的傳播時(shí)間．
由兩次聲響相隔2.5s，可以計(jì)算出聲音在鑄鐵中的傳播時(shí)間．
根據(jù)速度計(jì)算公式就可以計(jì)算出聲音在鑄鐵中的傳播速度．

解答 解：（1）在一根長鑄鐵管的一端敲擊一下，聲音會(huì)在鐵管和空氣中同時(shí)傳播，因?yàn)槁曇粼诠腆w中最快，在氣體中最慢，第一次聽到的聲音是通過鐵管傳來的，第二次聽到的聲音是通過空氣傳來的，所以會(huì)聽到兩次敲擊聲．
（2）因?yàn)楣荛L931m，空氣中的聲速是340m/s．
由公式v=$\frac{s}{t}$得：聲音在空氣中的傳播時(shí)間t₁=$\frac{s}{v}$=$\frac{931m}{340m/s}$；
兩次聲響相隔2.5s，且聲音在鑄鐵中的傳播時(shí)間比在空氣中的傳播時(shí)間少．
聲音在鑄鐵中的傳播時(shí)間t₂=t₁-2.5s=$\frac{931m}{340m/s}$-2.5s．
聲音在鑄鐵中的傳播速度v_鐵=$\frac{s}{{t}_{2}}$=$\frac{931m}{\frac{931m}{340m/s}-2.5s}$≈3908m/s．
答：（1）在一根長鑄鐵管的一端敲擊一下，聲音會(huì)在鐵管和空氣中同時(shí)傳播，因?yàn)槁曇粼诠腆w中最快，在氣體中最慢，第一次聽到的聲音是通過鐵管傳來的，第二次聽到的聲音是通過空氣傳來的，所以會(huì)聽到兩次敲擊聲．
（2）鑄鐵中的聲速為3908m/s．

點(diǎn)評 本題考查了聲音在不同介質(zhì)中傳播速度不同及速度公式的應(yīng)用，是一道基礎(chǔ)題．