(12分)一列正弦横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6m的两质点,t=O时,b点正好振动到最高点,而a点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为2
题型:不详难度:来源:
(12分)一列正弦横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6m的两质点,t=O时,b点正好振动到最高点,而a点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25Hz。 (1)若波由a向b传,试求出该波的波速? (2)若波由b向a传,试求出该波的最大波速? |
答案
(1)vab= (n=0,1,2,3,…)(2)当n="1" 时 波速最大,vba=600m/s |
解析
(1)若波由a向b传播,a和b两质点应位于如图所示 的a1和b1两位置, sab=+nλ右 (1分) λab=m (n=0,1,2,3,…) ( 1分 ) 传播的波速vab=λ右f (2分) vab= (n=0,1,2,3,…) (2分)。没说明n扣1分 (2)若波b向a传播,a和b两质点应分别位于图中a2和b1两位置, 此时,sab=+nλ左 (1分) λba=m,(1分)向左传播的波速 vba=λ左f=(n=0,1,2,3,…)。(2分) 当n="1" 时 波速最大,vba=600m/s (2分) 如直接用n=1求解,无说明过程扣2分 本题考查机械波传播的多解问题,由于机械波的重复性导致多解问题,由波形图可以看出时间相差四分之三个周期,写出波长的表达式,列式求解,同理求得第二问 |
举一反三
一简谐横波在x轴上传播,在某时刻的波形如图所示。已知此时质点F的运动方向沿-y方向,则
A.此波朝x轴负方向传播 | B.质点E的振幅为零 | C.质点B将比质点C先回到平衡位置 | D.质点H此时沿-y方向运动 |
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一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象 如图乙所示,则
A.这列波沿x轴正向传播; | B.这列波的波速是25 m/s | C.从该时刻起经0.4 s,A质点通过的路程是16 Cm | D.从该时刻起,质点P将比质点Q先回到平衡位置 |
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如图所示为两列沿同一弹性绳传播的简谐横波在某时刻的波形图,(虚线表示甲波,实线表示乙波),M为绳上x ="0.2" m处的质点,则下列说法中正确的是
A.因波的周期未知,故两列波波速的大小无法比较 | B.图示时刻质点M的速度沿 + y方向 | C.由图示时刻开始,再经甲波周期的1/4,质点M的位移为20 cm | D.这两列波将发生干涉现象 |
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(10分)如图1所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v = 80m/s。P、S、Q是波传播方向上的三个质点,已知距离PS = 0.4m、SQ = 0.2m。在t = 0的时刻,波源P从平衡位置(x = 0,y = 0)处开始向上振动(y轴正方向),振幅为15cm,振动周期T = 0.01s。
(1)求这列简谐波的波长λ ; (2)在图2中画出质点P的位移—时间图象(在图中标出横轴的标度,至少画出一个周期); (3)在图3中画出波传到Q点时的波形图(在图中标出横轴的标度)。 |
(4分)如图是一列向右传播的横波,波速为0.4m/s,M点的横坐标x=10m,图示时刻波传到N点,从图示时刻开始计时,经t= s, M点第二次到达波谷,在此过程中N点通过的路程为 cm。 |
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