Question

12．第一次测定铸铁中声音的传播速度的实验是在巴黎用下面的方法进行：
（1）在铸铁管的一端敲一下钟，在管的另一端听到两次声音，这是怎么回事？
（2）若管长931m，两次响声间隔2.5s，如果当时声音在空气中的传播速度是340m/s，求铸铁中的声速．

Answer 1

分析 （1）声音的传播是需要介质的，声音在不同介质中传播速度不同，在固体中最快，其次是液体中，最后是在气体中．
（2）由速度的计算公式v=$\frac{s}{t}$，得：根据声音在空气中的传播距离S与声音在空气中的传播速度v，可以计算出声音在空气中的传播时间．
由两次声响相隔2.5s，可以计算出声音在铸铁中的传播时间．
根据速度计算公式就可以计算出声音在铸铁中的传播速度．

解答 解：（1）在一根长铸铁管的一端敲击一下，声音会在铁管和空气中同时传播，因为声音在固体中最快，在气体中最慢，第一次听到的声音是通过铁管传来的，第二次听到的声音是通过空气传来的，所以会听到两次敲击声．
（2）因为管长931m，空气中的声速是340m/s．
由公式v=$\frac{s}{t}$得：声音在空气中的传播时间t₁=$\frac{s}{v}$=$\frac{931m}{340m/s}$；
两次声响相隔2.5s，且声音在铸铁中的传播时间比在空气中的传播时间少．
声音在铸铁中的传播时间t₂=t₁-2.5s=$\frac{931m}{340m/s}$-2.5s．
声音在铸铁中的传播速度v_铁=$\frac{s}{{t}_{2}}$=$\frac{931m}{\frac{931m}{340m/s}-2.5s}$≈3908m/s．
答：（1）在一根长铸铁管的一端敲击一下，声音会在铁管和空气中同时传播，因为声音在固体中最快，在气体中最慢，第一次听到的声音是通过铁管传来的，第二次听到的声音是通过空气传来的，所以会听到两次敲击声．
（2）铸铁中的声速为3908m/s．

点评 本题考查了声音在不同介质中传播速度不同及速度公式的应用，是一道基础题．