Question

6．王剛和李勇同學利用所學的物理知識，測量聲音的傳播速度．
（1）測空氣中聲速的方案：王剛站在戶外的高墻前s₀處，用力拍手，聽到回聲時再拍手．李勇用秒表測出連續(xù)10個拍手時間間隔為t，則聲音在空氣中的傳播速度為$\frac{20{s}_{0}}{t}$．
（2）測鐵軌中聲速的方案：李勇用鐵槌敲擊長鐵軌的一端，王剛用耳朵貼近鐵軌的另一端時，聽到兩聲敲擊聲，測出兩聲的時間間隔為△t，李勇測量出長鐵軌的長度為s，若已知聲音在空氣中的傳播速度是v₁，則聲音在鐵軌中傳播的速度v₂是多少？請寫出推導過程，計算出最終結(jié)果．

Answer 1

分析 （1）在這里的時間t是聲音10個來回總共走的時間，故計算聲速時，應用聲音10個來回走的路程除以時間t即可；
（2）聽到兩次聲音，一次是經(jīng)鐵管傳播的，一次是經(jīng)空氣傳播的，聲音在鐵中傳播速度大于空氣傳播速度，經(jīng)過相同的距離，聲音在空氣中需要時間比聲音在鐵管中傳播大△t．

解答 解：
（1）這里的時間t是聲音10個來回總共走的時間，所以在該段時間內(nèi)聲音所走的路程是20s₀，故聲速是v=$\frac{20{s}_{0}}{t}$；
（2）鐵管的長度是s，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得：
聲音在空氣中的傳播時間：t₁=$\frac{s}{{v}_{1}}$，
聲音在鐵軌中的傳播時間：t₂=$\frac{s}{{v}_{2}}$，
因為聲音在空氣中需要時間比聲音在鐵管中傳播大△t，
所以t=t₁-t₂=△t，
即$\frac{s}{{v}_{1}}$-$\frac{s}{{v}_{2}}$=△t，
解得：v₂=$\frac{{v}_{1}s}{s-{v}_{1}△t}$．
故答案為：（1）$\frac{20{s}_{0}}{t}$；（2）見解答過程．

點評 （1）此題主要考查學生利用聲音的速度計算人能清晰辨別出回聲的距離的計算方法，需要學生注意的是聲音從人到障礙物用的時間為0.1s的一半．
（2）本題考查了速度公式的靈活應用，關(guān)鍵是根據(jù)題意得出聽到兩次聲音之間的時間關(guān)系．