- 波长、频率和波速
- 共1453题
如图所示,沿波的传播方向上有间距为1m的13个质点a.b.c.d.e.f.g.h.I.j.k.l.m,它们均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播,在t=0时刻到达质点a,且a开始由平衡位置向上振动,在t=1s时刻,质点a第一次达到最高点,求:
①这列波的波长和周期;
②从a开始振动,经过多长时间d点第一次向下达到最大位移;
③在上图中画出d点第一次向下达到最大位移时的波形图像。
正确答案
(1)T=4S,波长4米 (2)t=6S
(3)
略
如图12-3-14,实线是某时刻的波形图象,虚线是经0.4 s后的波形图象.
图12-3-14
(1)假设波向右传播,它传播的可能距离、可能速度、最大周期分别是多少?
(2)假设波速是92.5 m/s,波的传播方向如何?
正确答案
(1)s=4(k+)(k=0,1,2,…)
v=10(k+) m/s(k=0,1,2,…)
Tm="5.3" s
(2)波向左传播
(1)波向右传播,经0.4 s后,它传播的距离s=(k+)λ=4(k+
) m(k=0,1,2,…)
可能速度v==
=10(k+
) m/s(k=0,1,2,…)
设可能周期为T,则(k+)T=0.4,T=
(k=0,1,2,…)
则最大周期Tm= s="5.3" s.
(2)若波向右传播,则v=10(k+)(k=0,1,2,…)
若波向左传播,则v==10(k+
)(k=0,1,2,…)
当10(k+)=92.5时,k=9.25-0.75=8.5
10(k+)=92.5时,k=8,k是整数,所以波向左传播.
一列横波在t时刻的波形如图所示,传播方向沿x轴正方向.已知在0.9s末,P质点出现第三次波谷,则从t时刻算起,经多少s在Q点第一次出现波峰(Q点距原点O的距离为8m).
正确答案
1.4s
从图所示中知,P点出现第三次波谷的时间需要经过2周期,即2
T=0.9s,得
T=0.4s.
波向外传播的速度为
v==5m/s.
设从t时刻开始波传至Q点所需时间为,此时的波形应由图(乙)所示,则
=1.1s.
这样Q点从平衡位置开始向y轴负方向运动,第一次到达波峰需要时间为,则
T=0.3s,如图(丙)所示.
故从t时刻算起,须经=1.1+0.3=1.4s时间,在Q点第一次出现波峰.
一列横波沿绳传播,绳上A、B两个质点之间的距离为2m,这两个质点的振动图象如图所示,此横波的波长大于0.6m,小于2m,求这列横波的振幅、频率、波长和波速 .
正确答案
A="2cm" f=2Hz
A="2cm" f=2Hz
由于A、B都作简谐运动且步调相反,所以A、B之间的距离满足
有一沿x轴传播的简谐波,在某时刻的波形曲线如图12-3-10实线所示,经过0.1 s后变成图中虚线所示,求该波的波长λ、波速v各为多少?
图12-3-10
正确答案
①λ="12" m ②向x轴正方向传播:
v=(120n+45) m/s(n=0,1,2,…)
向x轴负方向传播
v=(120n+75) m/s(n=0,1,2,…)
从图中直接读出波长λ="12" m。若波向x轴正向传播,从图中看出在Δt="0.1" s内波向右传播了(nλ+4.5)m,故波速是v==(120n+45) m/s,式中(n=0,1,2,…)
若波向x轴负向传播,从图中看出在Δt="0.1" s内波向左传播了[nλ+(12-4.5)]m,故波速v==(120n+75) m/s。式中(n=0,1,2,…)。
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