Question

【題目】某中學物理活動小組同學查閱資料，得到聲音在某些物質中的傳播速度（見下表）．一根足夠長且裸露在地面的鐵管，管中充滿水．當氣溫為20℃時，小組中的一位同學在鐵管的一端敲擊一下，另一位同學在管子另一端聽

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

（1）如果聽到最后一次敲擊聲離敲擊時間為1.2s，則這條直鐵管長約為多少米．

（2）聽到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時間間隔是多少s？（精確到小數點后兩位）

Answer 1

【答案】（1）如果聽到最后一次敲擊聲離敲擊時間為1.2s，則這條直鐵管長約為408m．

（2）聽到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時間間隔是1.02s．

【解析】

試題分析：（1）此題要從聲音的傳播速度來解決．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三次敲擊聲．

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．

（2）聽到第一次敲擊聲是從鐵管傳來的，利用v=求出聽到第一次敲擊聲的時間，聽到最后一次敲擊聲離敲擊時間與聽到第一次敲擊聲的時間之差即為聽到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時間間隔．

解：

（1）聲音在固體的傳播速度最快，在氣體中傳播速度最慢，液體中傳播速度在固體和氣體之間．當在鐵管一端敲擊時，聲音就會從鐵管、鐵管里的水和空氣三種介質里傳播，所以會聽到三次聲音．

最后聽到的是從空氣中傳來的，所以速度是340m/s，

根據v=可得，則鐵管長：

L=vt=340m/s×1.2s=408m．

（2）聽到第一次敲擊聲是從鐵管傳來的，所以速度是4900m/s，

根據v=可得，聽到第一次敲擊聲的時間：

t2===0.08s，

聽到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時間間隔是：

t′=t﹣t2=1.2s﹣0.08s=1.02s．

答：（1）如果聽到最后一次敲擊聲離敲擊時間為1.2s，則這條直鐵管長約為408m．

（2）聽到第一次敲擊聲和最后一次敲擊聲時間間隔是1.02s．