Question

【題目】甲乙兩列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，波速均為v=25cm/s，兩列波在t=0時(shí)的波形曲線如圖所示．求：
（1）t=0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)；
（2）從t=0開(kāi)始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為﹣16cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間．

Answer 1

【答案】
（1）

解：t=0時(shí)，在x=50cm處兩列波的波峰相遇，該處質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移為16cm，兩列波的波峰相遇處的質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移均為16cm

從圖線可以看出，甲、乙兩列波的波長(zhǎng)分別為：

λ1=50cm，λ2=60cm…①

甲、乙兩列波的波峰的x坐標(biāo)分別為：

x1=50+k1λ1, …②x2=50+k2λ2 …③

①②③式得，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為：

x=（50+300n）cm n=0， ④

答：t=0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm的所有質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)為（50+300n）cm n=0，

（2）

解：只有兩列波的波谷相遇處的質(zhì)點(diǎn)的位移為﹣16cm．t=0時(shí)，兩波波谷間的x坐標(biāo)之差為：

△x′=[50+（2m2+1） ]﹣[50+（2m1+1） ]…⑤

式中．m1和m2均為整數(shù)，將①式代入⑤式得：

△x′=10（6m2+5m1）+5

由于m1和m2均為整數(shù)，相向傳播的波谷間的距離最小為：

=5cm

從t=0開(kāi)始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為﹣16cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為：

t=

代入數(shù)值得：t=0.1s

答：從t=0開(kāi)始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為﹣16cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間為0.1s

【解析】該題是一道難度較大的試題，解答過(guò)程中要注意數(shù)學(xué)知識(shí)在物理學(xué)中的應(yīng)用，尤其是對(duì)于通式的表述．同時(shí)要求學(xué)生要有較強(qiáng)的計(jì)算能力，計(jì)算過(guò)程中要細(xì)心．