Question

6．王刚和李勇同学利用所学的物理知识，测量声音的传播速度．
（1）测空气中声速的方案：王刚站在户外的高墙前s₀处，用力拍手，听到回声时再拍手．李勇用秒表测出连续10个拍手时间间隔为t，则声音在空气中的传播速度为$\frac{20{s}_{0}}{t}$．
（2）测铁轨中声速的方案：李勇用铁槌敲击长铁轨的一端，王刚用耳朵贴近铁轨的另一端时，听到两声敲击声，测出两声的时间间隔为△t，李勇测量出长铁轨的长度为s，若已知声音在空气中的传播速度是v₁，则声音在铁轨中传播的速度v₂是多少？请写出推导过程，计算出最终结果．

Answer 1

分析 （1）在这里的时间t是声音10个来回总共走的时间，故计算声速时，应用声音10个来回走的路程除以时间t即可；
（2）听到两次声音，一次是经铁管传播的，一次是经空气传播的，声音在铁中传播速度大于空气传播速度，经过相同的距离，声音在空气中需要时间比声音在铁管中传播大△t．

解答 解：
（1）这里的时间t是声音10个来回总共走的时间，所以在该段时间内声音所走的路程是20s₀，故声速是v=$\frac{20{s}_{0}}{t}$；
（2）铁管的长度是s，根据v=$\frac{s}{t}$可得：
声音在空气中的传播时间：t₁=$\frac{s}{{v}_{1}}$，
声音在铁轨中的传播时间：t₂=$\frac{s}{{v}_{2}}$，
因为声音在空气中需要时间比声音在铁管中传播大△t，
所以t=t₁-t₂=△t，
即$\frac{s}{{v}_{1}}$-$\frac{s}{{v}_{2}}$=△t，
解得：v₂=$\frac{{v}_{1}s}{s-{v}_{1}△t}$．
故答案为：（1）$\frac{20{s}_{0}}{t}$；（2）见解答过程．

点评 （1）此题主要考查学生利用声音的速度计算人能清晰辨别出回声的距离的计算方法，需要学生注意的是声音从人到障碍物用的时间为0.1s的一半．
（2）本题考查了速度公式的灵活应用，关键是根据题意得出听到两次声音之间的时间关系．