13.有兩列簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一介質(zhì)中分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播.兩列波在t=0時(shí)刻的波形如圖所示,已知a波的周期Ta=1s.求:
①兩列波在該介質(zhì)中的傳播速度;
②從t=0時(shí)刻開始,x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到偏離平衡位置的位移為0.16m所需的最短時(shí)間.

分析 ①兩列性質(zhì)相同的簡(jiǎn)諧橫波a、b在同一介質(zhì)中傳播時(shí)波速是相同的.讀出a波的波長(zhǎng),可求出波速.
②運(yùn)用波形平移法求出a波的波峰傳播到x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間通項(xiàng),以及b波的波峰傳播到x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間通項(xiàng),聯(lián)立分析即可.

解答 解:(i)由圖可知a、b兩列波的波長(zhǎng)分別為 λa=2.5m,λb=4.0m       
兩列波在同種介質(zhì)中的傳播速度相同,為 v=$\frac{{λ}_{a}}{{T}_{a}}$=$\frac{2.5}{1}$=2.5m/s                 
②a波的波峰傳播到x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間:ta=$\frac{△{x}_{a}}{v}$=$\frac{1+m{λ}_{a}}{v}$
b波的波峰傳播到x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間:tb=$\frac{△{x}_}{v}$=$\frac{1.5+n{λ}_}{v}$
只有兩列波的波峰同時(shí)傳到x=1.0m處,該處質(zhì)點(diǎn)的位移才能等于0.16m,即有
  ta=tb=t
聯(lián)立解得:5m-8n=1(式中m、n均為正整數(shù))
分析知,當(dāng)m=5、n=3時(shí),x=1.0m的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為0.16m時(shí)經(jīng)過時(shí)間最短.
將m=5代入 t=$\frac{1+m{λ}_{a}}{v}$
解得:t=5.4s                            
答:
①兩列波的傳播速度是2.5m/s;
②從t=0時(shí)刻開始,x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到偏離平衡位置的位移為0.16m所需的最短時(shí)間是5.4s.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力.本題是多解問題,往往要分析規(guī)律,列出時(shí)間通項(xiàng)表達(dá)式,解題時(shí)要防止漏解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.如圖甲所示,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落,利用此裝置可“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”.
①已準(zhǔn)備的器材有:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物,此外還必需的器材有BD(選填選項(xiàng)前的字母).
A.直流電源            B.交流電源        C.天平及砝碼          D.刻度尺
②安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如圖乙所示(其中一段紙帶圖中未畫出).圖中O點(diǎn)為打出的起始點(diǎn),且速度為零.選取在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G作為計(jì)數(shù)點(diǎn).其中測(cè)出D、E、F點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離如圖所示.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T=0.02s.由此可計(jì)算出物體下落到E點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度vE=3.01 m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

③若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,代入圖乙中所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,并將$\frac{1}{2}$vE2與gh2進(jìn)行比較(用圖乙中所給字母表示),即可在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證,從O點(diǎn)到E 點(diǎn)的過程中機(jī)械能是否守恒.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,A、B、C、D為正四面體的四個(gè)頂點(diǎn),A、B、C在同一水平面上,在A 點(diǎn)放置一個(gè)電量為+Q的點(diǎn)電荷,在 B點(diǎn)放置一個(gè)電量為-Q的點(diǎn)電荷.一根光滑絕緣桿沿CD固定,桿上穿有帶電量為+q的小球.讓小球從D點(diǎn)由靜止開始沿桿下滑,則關(guān)于小球從D滑到C點(diǎn)的過程中,下列判斷正確的是( 。
A.電場(chǎng)力先減小后增大B.電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功
C.小球機(jī)械能先增加后減小D.小球做勻加速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,豎直放置的兩個(gè)平行金屬板間有勻強(qiáng)電場(chǎng),在兩板之間等高處有兩個(gè)質(zhì)量相同的帶電小球(不計(jì)兩帶電小球之間的電場(chǎng)影響),P小球從緊靠左極板處由靜止開始釋放,Q小球從兩極板正中央由靜止開始釋放,兩小球沿直線運(yùn)動(dòng)都打到右極板上的同一點(diǎn),則從開始釋放到打到右極板的過程中(  )
A.它們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的關(guān)系為tP>tQ
B.它們的電荷量之比為qp:qQ=1:2
C.它們的動(dòng)能增量之比為△EKP:△EKQ=2:1
D.它們的電勢(shì)能減少量之比為△EP:△EQ=4:1

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

8.用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)的痕跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

(1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:
A、按照?qǐng)D示的裝置安裝器件;
B、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上;
C、用天平測(cè)量出重錘的質(zhì)量
D、釋放懸掛紙帶的夾子,同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶;
E、測(cè)量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離;
F、根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能.
指出其中沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E,將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在下面,井說明其原因.
答:BCD
(2)利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖2所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出A點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離為s,點(diǎn)A,C間的距離為s1,點(diǎn)C、E間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,則根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a的表達(dá)式為:a=$\frac{({s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}}{4}$.
(3)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落過程中存在著阻力的作用,通過該實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)定該阻力的大。粢阎(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g,還需要測(cè)量的物理量是重錘的質(zhì)量m.試用這些物理量和紙帶上的測(cè)量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為F=mg-$\frac{m({s}_{2}-{s}_{1}){f}^{2}}{4}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

18.一列客車以20m/s的速度勻速行駛,突然發(fā)現(xiàn)前方120m處有一列貨車正以6m/s的速度同方向勻速前進(jìn),于是客車緊急剎車,以0.8m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng).試判斷兩車是否會(huì)相撞,若會(huì)相撞,相撞處離客車發(fā)現(xiàn)貨車時(shí)客車所在處有多遠(yuǎn)?若不會(huì)相撞,求它們的最近距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示為兩個(gè)物體A和B在同一直線上沿同一方向同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)的v-t圖線,已知在第3s末兩個(gè)物體在途中相遇,則(  )
A.A、B兩物體是從同一地點(diǎn)出發(fā)
B.A、B兩物體在減速段的加速度大小之比為3:1
C.3s內(nèi)物體A的平均速度比物體B的大
D.t=1s時(shí),兩物體第一次相遇

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

2.實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0和t1=0.06s時(shí)刻的波形圖.已知在t=0時(shí)刻,x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)正向y軸正方向運(yùn)動(dòng).
①判斷該波的傳播方向;
②求該波的最小頻率;
③若3T<0.06s<4T,求該波的波速大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.關(guān)于以下說法正確的是( 。
A.避雷針能避免建筑物被雷擊是因?yàn)樵茖又袔щ姷碾姾杀粚?dǎo)入大地
B.靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零,導(dǎo)體表面為等勢(shì)面
C.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向就是放在該點(diǎn)的電荷所受電場(chǎng)力方向
D.靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體外表面分布有電荷,導(dǎo)體內(nèi)部有凈電荷

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同步練習(xí)冊(cè)答案