一列橫波在x軸上傳播,a、b是x軸上相距Sab=6m的兩質(zhì)點(diǎn).t=0時(shí),b點(diǎn)正好到達(dá)最高點(diǎn),且b點(diǎn)到x軸的距離為2cm,而此時(shí)a點(diǎn)恰好經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng),已知這列波的頻率為25Hz.
(1)求經(jīng)過時(shí)間1s,a質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程;
(2)設(shè)a、b在x軸上的距離大于一個(gè)波長而小于兩個(gè)波長,求該列橫波的波速.
(3)若該列橫波由a向b方向傳播,且a、b在x軸上的距離大于一個(gè)波長而小于兩個(gè)波長,a的平衡位置在x=0處,試畫出a、b之間t=0.01s時(shí)刻的波形圖.
分析:(1)簡諧運(yùn)動(dòng)1s內(nèi)傳播的路程等于振幅的四倍;
(2)b在最高點(diǎn)時(shí),a在平衡位置且向上運(yùn)動(dòng),故ab間距離為1.75、2.75、3.75、…倍波長,求解出波長后根據(jù)v=λf求解波速.
解答:解:(1)質(zhì)點(diǎn)a一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的路程等于4倍振幅,1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為:S0=4×0.02m=0.08m…①
1s內(nèi)的周期數(shù)是n=ft=25…②
1s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程S=nS0=2m…③
(2)波由b傳向a,Sab=(1+
3
4
)λ…④
v=λf=
600
4n+3
=
600
4+3
=
600
7
m/s=…⑤
波由a傳向b,Sab=(1+
1
4

v=λf=
600
4n+1
m/s=
600
5
=120m/s…⑦
(3)若該列橫波由a向b方向傳播則a、b在x軸上的距離為1
1
4
λ=6m,則λ=4.8m
a、b之間t=0.01s時(shí)刻的波形圖為:

答:(1)過時(shí)間1s,a質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為2m;
(2)設(shè)a、b在x軸上的距離大于一個(gè)波長,若波由b向a傳播,波速為
600
7
m/s;若波由a向b傳播波速為120m/s;
(3)如圖.
點(diǎn)評(píng):本題難點(diǎn)在于根據(jù)題意得到ab間的間距與波長的關(guān)系,然后根據(jù)公式v=λf求解波速.
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A、0.06sB、0.10sC、0.14sD、0.26s

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