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优能初中物理声学专题 | 自招中常出现的物理声学问题~你都掌握了吗?

2018-10-09 11:28

来源:

作者:

声音的考试内容在历年中考物理中比重不算大

一般占比为2道选择题4分的分值


但因为声音与生活密切相关

在物理知识的学习顺序上较为靠前

所以是提前考试较为看重的部分。

(提前考试包括自招、竞赛)


一般各校自招从三月四月就会陆续开启,

想要参加自招的同学们从现在开始就要重视,

对考察的知识点和重点都要进行系统的学习和复习。


提前考试中在声学这部分的常考题型

一般就是同学们的薄弱点:

计算

因此也算是考试中的难点。


今天,

小编就请优能中学初中物理教研组

严老师为同学们带来声学计算专题精讲~

敲黑板,注意听讲哦!



声音知识主要分为四大模块,分别是:

声音的产生声音的传播

声音的三要素声音的利用

而声学的考试难点就在

“声音的传播”这部分里的声速应用上。

 

接下来我们专门讲讲声音的计算题


先来看看敲铁水管问题

 

房屋上下楼之间都通有水管,平时会给上下楼的小伙伴们敲一段“摩斯密码”来沟通一下感情,敲水管的时候我们发现,HAHA在一端敲,LALA在另一端听,LALA说自己能听到一声,但物理中说会听到三声,难道LALA在骗人?



我们从物理的角度一起来看看

究竟铁水管发生了什么?



先来两道练手题▼


一根足够长的铁水管,在一端敲击一下,在另一端能听见几声?分别是谁传来的?(按时间先后顺序排列)


答案:三声,分别是铁、水、空气传来的。

 

运用到的知识点有:

A.介质种类:固、液、气

B.声速在介质中的传播速度:固体(v铁=5200m/s)>液体(v水=1500m/s)>气体(v空=340m/s)

C.S=vxt,相同的路程,速度快的,用时少,最先被听到


 


一根铁水管长40m,在一端敲击一下,

在另一端能听见几声?


答案:一声。


 

你答对了吗?

 

通过上面两道练手题我们发现LALA没有骗人,看来铁水管长度不一样,听见的声音次数不一样。


但为什么会这样呢?

 


还记得我们学过的这个知识点吗?

人耳能分辨两个声音的时间间隔是0.1s。

 

因为s=vt,当声速v很大,管子长度s较短的时候,时间t就很小了,当t<0.1s的时候,两个声音混在一起,人耳便分辨不出来了。

 

那我们一起来算一算,

当这根铁水管多长时,

在一端敲一下,

分别能听见一声、两声、三声?

 


首先我们来算一算刚好能听见两声的铁水管长度



铁水管中有铁、水、空气这三种介质最先被分开的应该是传播的最快的铁和最慢的空气,但是要注意水这种介质在两者中间也是传播了声音的


那水是和铁一组传来的,还是和空气一组传来的呢?

肯定是和铁一组啦。


那我们知道了,当能听到两声的时候

第一声是由铁水组合传来,第二声是由空气传来的

那就把两个组合在相同长度的铁水管中传来的时间做差值,这个差值便为0.1s,从而我们就算出了铁水管的长度。


那肯定有同学问:

老师,空气传来的时间我知道t空=s/v空

(v空=340m/s),

但是铁水组合传来的时间要怎么算呢?


声音最开始是铁传来的,后来水跟着铁传来的,因此铁水组合的时间应该算后面传来的水,这样水到空气的时间间隔为0.1s的时候能被人耳分辨出来。

t空-t水=0.1s

得到此时铁水管的长度为43.96m

 

因此当铁水管的长度在0-43.96m之间时,

敲击只能听到1声。

43.96m以上能听到2声,

那什么时候是2声和3声的分界长度呢?


同理要先明白被分开的是铁和水。

因此t水-t空=0.1s

得到此时铁水管的长度为214.28m。


所以当铁水管长度为43.96m到214.28m之间的时候敲击能听到2声,214.28m以上时敲击能听到3声,也就是题目中所说的足够长。


 

总结:

敲管问题:


0-43.96m之间的管长:

无论有几种介质,在一端敲击,只能听到一声

43.96m-214.28m之间的管长:

无论有几种介质,在一端敲击,只能听到两声。

214.28m以上的管长:

有两种介质时,能听到两声;有三种介质时,能听到三声。

 

所需知识点:

1.s=vt,和各种介质的传播速度v

2.人耳能分辨两个声音的时间间隔为0.1s

3.声音传播的速度:固体>液体>气体

 

问题难点:

1.传来的声音究竟是哪种介质或介质组合传来的

2.0.1s的时间间隔是哪两种的时间间隔



 同学们会解这类题型了吗?

会了的话我们来试试下面这个小问题~


老人佳(严加老师)求助帖:

我有一根长为500m的铁水管,敲击它传来的三声之间的时间间隔掐表计时分别为t1和t2,学过物理的老人佳表示自己知道声音在空气中的传播速度是340m/s,人老事多,想知道声音在铁中的传播速度~


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