稿件来源:高途
| 波的多解问题题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-4
第十二章 机械波
12.2 波的图像
波的多解问题
如图所示为一列简谐横波沿$x$轴传播的波形图,图中实线和虚线分别对应$t_{1}=0$和$t_{2}=0.1\;\rm s$时的波形曲线,介质中的质点沿$y$轴方向做简谐运动。
求该波的振幅$A$和波长$\lambda$;
该波的振幅$A$为$5\\;\\rm cm$,波长$\\lambda$为$8\\;\\rm m$
"]]由图可知,振幅为$A=5\;\rm cm$,波长为$\lambda=8\;\rm m$
如果波沿$+x$方向传播,求波速$v$;
波速$v$为($80n+60$)$\\;\\rm m/s$),($n=0$,$1$,$2$,$3$…)
"]]在$t_{1}\sim t_{2}$内,波沿$+x$方向传播的距离为$\Delta x = n\lambda + \dfrac{3}{4}\lambda$
波速为$v = \dfrac{\Delta x}{\Delta t}$,其中$\Delta t=t_{2}-t_{1}$
联立解得:$v=$($80n+60$)$\;\rm m/s$,($n=0$,$1$,$2$,$3$…)
如果波速$v$'$=100\;\rm m/s$,判断波的传播方向,并写出以$t_{1}$时刻为计时起点、平衡位置为$x=6\;\rm m$处的质点的振动方程。
波沿$x$轴负方向传播,以$t_{1}$时刻为计时起点、平衡位置为$x=6\\;\\rm m$处的质点的振动方程为$y=5\\sin$($25\\pi t$)$\\;\\rm cm$
"]]若波速为$v$'$=100\;\rm m/s$,则($t_{2}-t_{1}$)时间内波传播的距离为
$x=v^\prime$($t_{2}-t_{1}$)$=100\times $($0.1﹣0$)$m=10\;\rm m=\lambda$$+ \dfrac{1}{4}$$\lambda$
可知波沿$x$轴负方向传播,$t_{1}$时刻平衡位置为$x=6\;\rm m$处的质点正向$y$轴正方向运动,同时有$T = \dfrac{\lambda}{v} = \dfrac{8}{100}\;\rm s = 0.08\;\rm s$,$\omega = \dfrac{2\pi}{T} = 25\pi$
所以平衡位置为$x=6\;\rm m$处的质点的振动方程为$y=5\sin$($25\pi t$)$\;\rm cm$
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