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        這道中考題的答案究竟是什么?

        2016-12-16 09:55:11江蘇蘇州相城區(qū)春申中學(xué)215143
        數(shù)理化解題研究 2016年26期
        關(guān)鍵詞:敲擊聲聽(tīng)音間隔

        江蘇蘇州相城區(qū)春申中學(xué)(215143)

        吳彬彬● 李亞紅●

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        這道中考題的答案究竟是什么?

        江蘇蘇州相城區(qū)春申中學(xué)(215143)

        吳彬彬● 李亞紅●

        對(duì)平時(shí)一道習(xí)題答案的懷疑后發(fā)現(xiàn)教輔和網(wǎng)絡(luò)上的各種思路有所沖突,列舉幾種解法形成對(duì)比并形成錯(cuò)因分析為學(xué)生解題鏟除思維障礙.

        中考題;解法對(duì)比;錯(cuò)因分析

        筆者在一本教輔書(shū)中遇到了一道關(guān)于人耳分辨聲音的題目,解完發(fā)現(xiàn)自己的答案與教輔所給的參考答案不一致,百思不得其解,便求助于網(wǎng)絡(luò).更讓筆者困惑的是,網(wǎng)絡(luò)上的答案居然也各有不同,鮮有與筆者一致的答案.經(jīng)過(guò)細(xì)致縝密的分析發(fā)現(xiàn)各處出現(xiàn)的錯(cuò)誤答案均是沒(méi)有處理好聲音傳到人耳的時(shí)間間隔0.1s這個(gè)作為能否分辨兩次聲音的臨界時(shí)間間隔的適用條件.在此,筆者將各種典型的解法和答案進(jìn)行對(duì)比,以提醒學(xué)生在處理該類問(wèn)題時(shí)需要關(guān)注的重點(diǎn)是什么.

        一、原題

        假定有前后兩次聲音傳到人的耳朵里,如果這兩次聲音到達(dá)人耳的先后時(shí)間間隔大于(或等于)0.1s,人耳就能夠把這兩次聲音分辨開(kāi).也就是說(shuō),如果兩次聲音傳到人耳的時(shí)間間隔不足0.1s,人耳就只能聽(tīng)到一次聲音.某農(nóng)村中學(xué)8年級(jí)課外活動(dòng)小組的同學(xué)為了體驗(yàn)聲音在不同介質(zhì)中傳播速度不同的物理現(xiàn)象,他們請(qǐng)一位同學(xué)在輸送水的直鐵管道(充滿水)上敲擊一下,使鐵管發(fā)出清脆的聲音,其余同學(xué)沿鐵管分別在不同位置耳朵貼近鐵管聽(tīng)聲.實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后,A同學(xué)說(shuō)自己只聽(tīng)到了一次響聲,B同學(xué)說(shuō)自己聽(tīng)到了兩次響聲,C同學(xué)說(shuō)自己聽(tīng)到了三次響聲.已知聲音在空氣中的傳播速度是v氣=340 m/s,在水中的傳播速度是v水=1700 m/s,在鋼鐵中的傳播速度是v鐵=5100 m/s.請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明:在鐵管上某處敲響一次,A、B、C三位同學(xué)的位置到敲擊點(diǎn)的距離各在什么范圍內(nèi)?(請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程和對(duì)結(jié)論的分析過(guò)程)

        二、多數(shù)解析的共同解題部分或思路

        網(wǎng)絡(luò)上大部分的解析都是將能夠分辨兩種介質(zhì)中傳播聲音所需要的距離條件求出,然后再分析三位同學(xué)應(yīng)該在什么范圍內(nèi)才能滿足提升條件.共同部分的解析如下:

        三、截取網(wǎng)絡(luò)上兩處的后續(xù)解析進(jìn)行對(duì)比、分析

        1.“**課堂”的分析:C同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離:sC≥255m時(shí),三種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔均大于或等于0.1s,所以C能聽(tīng)到三次敲擊聲;

        B同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離:255m>sB≥42.5m時(shí),水和空氣傳播的時(shí)間間隔大于或等于0.1s(可以分辨).42.5m>sB≥36.4m時(shí),鐵和空氣傳播的時(shí)間間隔大于或等于0.1s(可以分辨).但這兩種情況下,鐵和水傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔小于0.1s(不能分辨).因此255m>sB≥36.4m時(shí),只能聽(tīng)到兩次敲擊聲;

        A同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離:sA<36.4m時(shí),任意兩種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔均小于0.1s,只能聽(tīng)到一次敲擊聲.

        2.“**作業(yè)幫”的分析:C同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離:sC≥255m時(shí),三種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔均大于或等于0.1s,所以C能聽(tīng)到三次敲擊聲;B同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離:255m>sB≥42.5m時(shí),水和空氣傳播的時(shí)間間隔大于或等于0.1s(可以分辨).鐵和水傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔小于0.1s(不能分辨).所以能聽(tīng)到兩次敲擊聲;A同學(xué)與敲擊點(diǎn)處的距離:sA<36.4m時(shí),任意兩種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔均小于0.1s,只能聽(tīng)到一次敲擊聲.

        對(duì)比“**課堂”和“**作業(yè)幫”的解析可以發(fā)現(xiàn),兩者的區(qū)別在于對(duì)B同學(xué)的分析.前者考慮到分辨鐵和空氣傳播的聲音,而后者沒(méi)有.那么到底孰對(duì)孰錯(cuò)取決于對(duì)人耳分辨聲音的條件的理解.“如果兩次聲音傳到人耳的時(shí)間間隔不足0.1s,人耳就只能聽(tīng)到一次聲音”,其中的“時(shí)間間隔”應(yīng)該理解為前一個(gè)聲音完全結(jié)束到后一個(gè)聲音的開(kāi)始之間的時(shí)間間隔.而聲音到達(dá)人耳的先后順序(傳聲物質(zhì))依次是:鐵、水、空氣,也就是說(shuō)處理問(wèn)題的時(shí)候壓根兒不需要去分析如何去分辨鐵和空氣傳來(lái)的聲音,這兩個(gè)聲音并不是相鄰的兩個(gè)聲音.即使從鐵和空氣中傳來(lái)的聲音的時(shí)間間隔大于0.1s,由于從水中傳來(lái)的聲音的影響,使得相鄰的兩個(gè)聲音的時(shí)間間隔小于0.1s,人耳也是聽(tīng)到一次聲音.所以說(shuō)對(duì)于B同學(xué)的分析應(yīng)該采取后者的解析.

        經(jīng)過(guò)以上的分析發(fā)現(xiàn),既然應(yīng)該分析相鄰的兩次聲音而不需要分析從鐵和空氣中傳來(lái)的兩次聲音,那么對(duì)于A同學(xué)的分析,前者自不必說(shuō),后者卻由于考慮不周而導(dǎo)致了錯(cuò)誤,而且自身的解析也前后矛盾.

        綜合以上分析可知,導(dǎo)致此題解析錯(cuò)誤的本質(zhì)原因是對(duì)分辨聲音的時(shí)間間隔適用的條件不清楚,應(yīng)該分析相鄰的兩種傳播介質(zhì),而不是對(duì)兩兩傳播介質(zhì)進(jìn)行分析,即不需要分析分辨鐵和水傳來(lái)的聲音所滿足的條件.

        四、正確的解析

        結(jié)論:C同學(xué)與敲擊處的距離:sC≥255m時(shí),三種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)聲者的間隔時(shí)間均等于或大于0.1s,能聽(tīng)到三次敲擊聲.

        B同學(xué)與敲擊處的距離: 255m>sB≥42.5m時(shí),水和空氣傳播的時(shí)間間隔大于或等于0.1s(可以分辨).鐵和水傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)音者的時(shí)間間隔小于0.1s(不能分辨).所以能聽(tīng)到兩次敲擊聲;

        A同學(xué)與敲擊處的距離:sA<42.5m時(shí),任意相鄰兩種物質(zhì)傳播的聲音到達(dá)聽(tīng)聲者的間隔時(shí)間均小于0.1s,只能聽(tīng)到一次敲擊聲.

        G632

        B

        1008-0333(2016)26-0054-01

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