Question

16．小王和小李同学做测定声音在铁轨中传播速度的实验，在距小王1020m处小李用铁槌敲击铁轨，小王用耳朵贴近铁轨时，听到两声敲击声，两声的时间间隔为2.8s，已知空气中的声速v_空=340m/s，则声音在铁轨中传播的速度是多少？（写出计算过程）

Answer 1

分析 根据声音在固体中传播的速度大于在空气中传播的速度，因此第一声听到的是沿铁轨传来的敲击声．设声音在空气和铁轨中传播的速度分别为v₁和v₂，传播时间分别为t₁和t₂，且声音传播的距离为s．可列出三个方程：①t₂=t₁-2.8s，②s=v₁t₁，③s=v₂t₂，然后即可求解．

解答 解：
设声音在空气和铁轨中传播的速度分别为v₁和v₂，传播时间分别为t₁和t₂，且声音传播的距离为s．
依题意可有：
t₂=t₁-2.8s，…①
s=v₁t₁…②
s=v₂t₂…③
将①②两式代入③式中可得
v₂=$\frac{s}{\frac{s}{{v}_{1}}-2.8s}$=$\frac{1020m}{\frac{1020m}{340m/s}-2.8s}$=5100m/s．
答：声音在铁轨中传播的速度是5100m/s

点评 本题有一定的难度，理解题意和利用方程求解，要分辨空气和钢铁传来的声音各自需要的距离是相同的解答本题的关键．