一 五 声的利用 同步探究 二

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一 五 声的利用 同步探究 二
［课题］测定声音在铁中的声速
［内容］学校大操场主席台的边缘有一根中空的长铁管，现备有秒表、皮卷尺，铁锤，请同学们利用上述仪器测出声音在铁中的声速.
［过程］
1.介绍秒表的使用和读数
（1）用秒表测量时间可准确到0.1 s.
（2）秒表的端钮可以用来上发条，也可用来开动和停止表的行走机构.使用前，表针都应停在零刻度.
（3）一般的秒表第一次按下端钮时，指针开始运动；第二次按下端钮时，指针停止运动；第三次按下端钮时，指针复位到零刻度.
（4）秒表的外形如图所示.秒表的长针为秒针，转一周是30 s，转2周为1 min.位于秒表上部中间的小圆圈里的短针是分针，走一圈为15 min，每小格为0.5 min.
图中秒表的读数为70.9 s.(说明：因为机械表采用齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，故不能估读出比0.1 s更短的时间）
2.测量原理
用皮卷尺测出铁管的长度l，在铁管一端用铁锤打击一下，在另一端听到两次响声，用秒表测出两次响声相隔的时间t，就可以计算出声音在铁中的速度.计算方法如下：
设声音在铁中的传播速度为v1,则声音在铁中的传播时间为t1=;声音在空气中的传播速度为v2,则声音在空气中的传播时间为t2=，两次响声相隔的时间为t.
则t=-
解得v1=
所以只要用刻度尺测出铁管的长度l，用秒表测出两次响声的时间间隔t，就可以计算出声音在铁中的声速.
3.分组操作
数据记录：
l=78 m(铁管长）
v2=340 m/s(声音在空气中的速度）
t=0.2 s(两次响声的时间间隔）
［结果］
将数据代入v1=中，解得声音在铁中的声速为
v1=2.65×103 m/s
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