内容正文:
专训 声学计算
第二章 声音与环境
习题课
1. 解复杂的多物体运动的计算题,应结合行程线段图
分析路程、速度和时间之间的关系。
2. 解超声波测速类计算题,关键是计算运动的物体两
次遇到超声波的时间间隔。
1
训练角度
声在同种介质中的直线传播
在军事学习中,一门反坦克炮直接瞄准所要射击的静止的坦克模型,射击后经过0.6 s,射手看到炮弹在坦克模型上爆炸,再经过1.5 s听到爆炸的声音,设炮弹做匀速直线运动,声音在空气中的传播速度取为340 m/s。则:
(1)坦克模型到射手的距离为多少米?
(2)炮弹运动的速度是多少米/秒?
例1
由题可得如图所示的声音和炮弹行程线段图,则:
(1)坦克模型到射手的距离
s=v声t2=340 m/s×1.5 s=510 m。
(2)炮弹运动的速度
【解】
【同类变式】
五彩缤纷的烟花在夜空中绽放,小明发现,看到烟花爆炸后2 s才听到烟花爆炸的声音,则烟花爆炸处与小明相距多远?(声音在空气中的传播速度取为340 m/s)
1.
烟花爆炸时光从烟花爆炸处传播到小明的眼睛所用的
时间极短,可以忽略不计,故声音从烟花爆炸处传播
到小明的耳朵用时2 s,其传播的距离就是烟花爆炸处
与小明之间的距离,则s=vt=340 m/s×2 s=680 m。
【解】
2
训练角度
声在同种介质中的反射
【常州】2015年1月,科学家在南极洲发现一个陨石凹坑,形状如圆形平底锅,如图所示。小明在圆心A点大喊一声,经过6 s听到回声。设空气中声速为340 m/s,圆形凹坑的直径为多少?
例2
画出声音运动线段图如图,
可见,声音通过的路程s是圆形凹坑的半径r的两倍,
即
则圆形凹坑的直径
d=2r=2×1 020 m=2 040 m。
【解】
3
训练角度
声在不同介质中的直线传播
【衡阳】已知人耳区分两次声音的时间间隔为0.1 s以上。现有一根长为8.5 m的铁管,如果你将耳朵贴在铁管的一端,让另一个人去敲击一下铁管的另一端,则敲击声由空气传入你的耳朵需要多少秒?你会听到几次敲打的声音?(已知声音在空气中的传播速度为340 m/s,在铁中的传播速度为5 200 m/s)
例3
【解】
声音在空气中传播时间
t1=s/v空气=8.5 m/(340 m/s)=0.025 s,
声音在铁中传播时间
t2=s/v铁=8.5