Question

19．如图为正在安装的铁制输运管道．若在空旷寂静的原野中有一段长为2600米的直管道，工人甲在管道的一端猛敲了一下铁管，另一位耳朵紧贴管道另一端的工人乙，在0.5秒后听到了声音，接着工人乙将头抬起，几秒后又听到了一个声音．
（1）声音在铁质物体中的传播速度是多少？
（2）工人乙为什么先后听到了两个声音？
（3）假设声音在空气中的传播速度为320米/秒，工人乙先后听到两个声音的时间间隔有几秒？

Answer 1

分析 （1）已知铁管的长度和声音在铁管中的传播时间，可以得到在铁管中的传播速度；
（2）声音在不同介质中的传播速度是不同的．在气体最慢，固体中最快，液体介于两者之间；
（3）已知铁管长度和声音在空气中的传播速度，可以得到声音从铁管一端通过空气传到另一端所用的时间．声音在空气和在铁管中传播的时间之差就是听到两个声音的时间间隔．

解答 解：
（1）声音在铁质物体中的传播速度为v_铁=$\frac{s}{{t}_{时间}}$=$\frac{2600m}{0.5s}$=5200m/s；
（2）由于声音在不同介质中的传播速度是不同的，在气体最慢，固体中最快．在钢管一端敲一下，声音可沿空气和铁管传播，在铁管中传播的快，故先后听到两个声音；
（3）因为v=$\frac{s}{t}$，
所以声音在空气中的传播时间为t_空气=$\frac{s}{{v}_{空气}}$=$\frac{2600m}{320m/s}$=8.125s，
乙听到两个声音的时间间隔为△t=t_空气-t_铁=8.125s-0.5s=7.625s．
答：
（1）声音在铁质物体中的传播速度是5200m/s；
（2）声音在不同介质中的传播速度是不同的，在气体最慢，固体中最快；
（3）乙听到两个声音的时间间隔为7.625s．

点评 此题考查了声音在不同介质中传播速度的差异和速度计算公式及其变形公式的应用．我们不仅要知道声音在不同介质中的传播速度不同，还要大体了解声速与介质种类的对应关系．