Question

9．一鳴同學(xué)學(xué)習(xí)了《聲音的產(chǎn)生與傳播》后，知道聲速的大小跟介質(zhì)的種類和溫度有關(guān)．于是她思考聲音在空氣中的傳播速度與溫度有什么具體關(guān)系呢？通過查閱有關(guān)資料，她收集了如下表所示的一組空氣中聲速隨溫度變化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

空氣溫度/℃	-20	-10	0	10	20	30
聲音速度/（m•s-1）	318	324	330	336	342	348

（1）請(qǐng)你在如圖所示的坐標(biāo)系中作出聲速和溫度關(guān)系的圖象．
（2）根據(jù)圖表中的信息，分析、論證空氣中的聲速與溫度之間的關(guān)系：聲速隨著溫度的升高而加快．
（3）請(qǐng)你根據(jù)所作圖象找出溫度為15℃時(shí)聲速為339m/s．
（4）當(dāng)飛機(jī)的飛行速度接近周圍空氣中的聲速時(shí)會(huì)受到相當(dāng)大的阻力．上世紀(jì)中期，人們就嘗試進(jìn)行超音速飛行，在飛機(jī)速度有限的情況下，你能指出在高溫天氣還是低溫天氣情況下試驗(yàn)更容易成功嗎？

Answer 1

分析 （1）由圖象可以看出橫軸表示溫度，縱軸表示速度，結(jié)合表中數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)法即可繪制出聲速和溫度關(guān)系的圖象；
（2）在同種介質(zhì)中，聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大；
（3）分析表格數(shù)據(jù)，找出聲音的速度隨溫度變化規(guī)律．在同種介質(zhì)中，聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大；
（4）從數(shù)據(jù)和繪制的圖象上都可以發(fā)現(xiàn)，聲音傳播的速度是跟溫度有關(guān)的，溫度越高，聲音傳播的越快．

解答 解：
（1）結(jié)合表中數(shù)據(jù)，采用描點(diǎn)法繪制圖象如下：
（2）由圖象及表中數(shù)據(jù)可知：隨著空氣溫度的升高，聲速增大，空氣溫度每升高10℃，聲速增大6m/s；
（3）當(dāng)空氣溫度每升高10℃，聲音的速度升高6m/s，因此當(dāng)空氣溫度每升高5℃，聲音的速度升高3m/s．現(xiàn)在空氣的溫度為10℃，聲音的速度為336m/s．所以當(dāng)空氣的溫度為15℃，聲音的速度變?yōu)?39m/s；
（4）由數(shù)據(jù)可見，在同種介質(zhì)中，聲音的傳播速度隨溫度的升高而增大，因此本實(shí)驗(yàn)在飛機(jī)速度有限的情況下，在低溫下更容易成功．
故答案為：
（1）如圖所示：
；
（2）聲速隨著溫度的升高而加快；
（3）339；
（4）因?yàn)槁曀匐S著溫度的升高而加快，因此在飛機(jī)速度有限的情況下，低溫天氣情況下試驗(yàn)更容易成功．

點(diǎn)評(píng) 影響聲速的因素有兩個(gè)：一是介質(zhì)的種類，聲音在固體中傳播最快、液體次之、氣體中最慢；
二是介質(zhì)的溫度，同種介質(zhì)溫度越高，聲音傳播越快．