解题思路:声音可以在空气、水、钢铁中进行传播,且在钢铁中传播的速度最快,在水中次之,在空气中传播的最慢.
由于声音在空气、水和钢铁中的传播速度不同,所以在同一地点声音通过空气、水和钢铁传播的时间是不同的,即声音到达人耳的先后顺序是不同的.那么我们可以根据题意(两次声音到达人耳的先后时间间隔大于或等于0.1s,人耳就能够把这两次声音分辨开)和公式t=[s/v]建立三个方程,分别算出要分辨空气和水传来的声音、水和钢铁传来的声音、空气和钢铁传来的声音各自需要的距离是多少.
声音到达人耳的先后顺序(传声物质)依次是:铁、水、空气.设声音传播的距离为S.
要分辨(相邻的)空气和水传来的声音,应有:
S1
340m/s-
S1
1700m/s≥0.1s,解得:S1≥42.5m;
要分辨(相邻的)水和铁传来的声音,应有:
S2
1700m/s-
S2
5100m/s≥0.1s,解得:S2≥255m;
要分辨(相邻的)空气和铁传来的声音,应有:
S3
340m/s-
S3
5100m/s≥0.1s,解得:S3≥36.4m.
结论:C同学与敲击点处的距离:SC≥255m时,三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于0.1s,能听到三次敲击声.
B同学与敲击点处的距离:255m>SB≥42.5m时,水和空气传播的时间间隔等于或大于0.1s(可以分辨);
空气和铁传播的时间间隔等于或大于0.1s(可以分辨);水和铁传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s(不能区分);
A同学与敲击点处的距离:SA<36.43m时,任意两种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均小于0.1s,只能听到一次敲击声.
点评:
本题考点: 声速;密度公式的应用.
考点点评: 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水传来的声音、水和钢铁传来的声音各自需要的距离是解答本题的关键.