上海市第19届初中物理竞赛大同中学杯复赛题之一。
解:(1)根据题意,当火车响起的第三声笛声结束时,火车已经走了13s,它经过的方式是:
s=vt=20m/s×13s=260m。
此时列车与道口工作人员的距离为:s1=s0-s=940m-260m=680m。
这个声音到达道口工作人员的时间是t1=s1/v声音=680m/340m/s=2s。
列车在2s内行驶的距离为s2=vt1=20m/s×2s=40m。
所以列车与道口工作人员的距离为s3=s1-s2=680m-40m=640m。
(2)从题意可知,火车司机鸣笛两次的时间间隔为6s,在这6s内火车通过的距离为:
S4=vt4=20m/s×6s=120m。
声音穿过这120米所用的时间为:
T5=s4/v声音= 120m/340m/s ≈ 0.353s .
因为火车是开往工作人员的,所以工作人员听到火车司机前后两次鸣笛比火车司机前后两次鸣笛少用了0.353s。
也就是说,工作人员听到火车司机前后两次鸣笛的时间间隔是T6 = T4-T5 = 6s-0.353s ≈ 5.647s .