高中物理方法及易错内容专题分析:机械运动、机械波 联系客服

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=62.5个波长,其波形如图6-13。

【错解原因】 错解一、错解二没有重视单位的一致性,在此题中波长从图中只能得出λ=8cm,而波速给出的却是国际单位4m/s。因此,求周期时,应先将波长的单位统一到国际单位制上来。

错解三虽然计算对了,但是,在波向前(沿x轴正方向)传播了62.5个波长时的波形,应是在原来的波形基础上向x正方扩展62.5个波长。

播一个波长。经过62.5个周期,波向前传播了62.5个波长。据波的周期性,当经过振动周期的整数倍时,波只是向前传播了整数倍个波长,而

形,如图6-14。再将此图向前扩展62个波长即为题目要求,波形如图6-15。

【评析】 波形图反映了波在传播过程中某时刻在波的传播方向上各质点离开平衡位置的位移情况,由于波只能以有限的速度向前传播,所以离振源远的质点总要滞后一段时间,滞后的时间与传播的距离成正比,即滞后一个周期。两个质点之间的平衡位置距离就是一个波长,经过多少个周期,波就向前传播了多少个波长,而振源就做了多少次全振动,这就是此类问题的关键所在。

例9 如图6-16所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5m的M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s,下面说法中正确的是 [ ]

A.这列波的波长是4m B.这列波的传播速度是10m/s

C.质点Q(x=9m)经过0.5s才第一次到达波峰 D.M点以后各质点开始振动时的方向都是向下

【错解】 错解一:由题中说P点相继出现两个波峰的时间间隔为

错解二:质点Q(x=9m),经过0.4s(此处用了正确的周期结果

所以C对。

错解三:M点以后各质点的振动有的向上,有的向下,所以D不对。 【错解原因】 错解一对“相继出现两个波峰”理解有误。

错解二对质点Q(x=9m)处,当波传到它以后,该点应如何振动不会分析,实际上也就是对波的传播原理不明白。不知道波的传播是机械振动在介质中传递的过程,质点要依次被带动形成波。

同理,错解三对M点以后各点运动情况分析有误,实际上M点以后各点运动情况向上还是向下取决于波的传播方向。

【分析解答】 (1)从图6-16上可以看出波长为4m,选A。

(2)实际上“相继出现两个波峰”应理解为,出现第一波峰与出现第二个波峰之间的时间间隔。因为在一个周期内,质点完成一次全振动,而一次全振动应表现为“相继出现两个波峰”,即T=0.4s。则v=

(3)质点Q(x=9m)经过0.4s开始振动,而波是沿x轴正方向传播,即介质中的每一个质点都被它左侧的质点所带动,从波向前传播的波形图6-17可以看出,0.4s波传到Q时,其左侧质点在它下方,所以Q点在0.5s时处于波谷。再经过0.2ss即总共经过0.7s才第一次到达波峰,所以选项C错了。

(4)从波的向前传播原理可以知道,M以后的每个质点都是先向下振动的。所以选项D是对的。

此题正确答案为A,B,D。 【评析】

例10 如图6-18所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a,b两点,相距14.0m,b点在a点的右方,当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a点的位移达到正最大时,b点的位移恰为零且向下运动。经过1.00s后a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰达到负最大,则这简谐波的波速可能等

于 [ ]

A.4.67m/s B.6m/s C.10m/s D.4m/s

v=4.67m/s选择A。

但此题可能多选,考虑到a,b之间满足条件的情况还可