一列简谐波在x轴上传播,如图12-3-13,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示.已知Δt=t2-t1="0.1"s,问:图12-3-13(1)若波沿x轴正方向传播,且Δt<

◎ 题目

一列简谐波在x轴上传播,如图12-3-13,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示.已知Δt=t2-t1="0.1" s,问:

图12-3-13
(1)若波沿x轴正方向传播,且Δt<T,这列波的传播速度是多大?
(2)若波沿x轴正方向传播,但Δt无约束条件,波速是多大?
(3)若传播方向及周期均无约束条件,波速是多大?
(4)若波速v="340" m/s,则波向哪个方向传播?

◎ 答案

(1)v="20" m/s
(2)v="20(4n+1)" m/s(n=0,1,2,…)
(3)波沿x轴正方向传播,v="20(4n+1)" m/s(n=0,1,2,…)波沿x轴负方向传播,v="20(4n+3)" m/s(n=0,1,2,…)
(4)向x轴正方向传播.

◎ 解析

(1)从图知,该波的波长为8 m,因Δt<T,故Δx<λ,由图知Δt=T/4,T="0.4" s,则:v="λ/T=20" m/s.
(2)由于Δt无约束条件,由振动的周期性,则Δt=(n+1/4)T,T=s,则:v=λ/T=20(4n+1) m/s.
(3)因传播方向及周期均无约束条件,则波传播的双向性和时间周期性均要考虑:
当波沿x轴正方向传播,由振动的周期性,则Δt=(n+1/4)T,T=s,则:v=λ/T=20(4n+1) m/s.
当波沿x轴负方向传播,由振动的周期性,则Δt=(n+3/4)T,T=s,则:v=λ/T=20(4n+3) m/s.
(4)波在Δt时间内移动的距离Δx="v·Δt=340×0.1" m/s="34" m/s=4λ,由图可知向x轴正方向传播.

◎ 知识点

    专家分析,试题“一列简谐波在x轴上传播,如图12-3-13,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示.已知Δt=t2-t1="0.1"s,问:图12-3-13(1)若波沿x轴正方向传播,且Δt<…”主要考查了你对  【波长、频率和波速】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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