| 波的多解问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

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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,实线是一列简谐横波在某时刻的波形,虚线是这列波在$t=0.5\;\rm s$后的波形。求:

该波波长;

[["

该波波长为$8\\;\\rm m$

"]]

由图可知,该波的波长$\lambda=8\;\rm m$

若已知波向$x$轴正方向传播,求波的最大周期;

[["

若已知波向$x$轴正方向传播,波的最大周期为$\\dfrac{4}{3}\\;\\rm s$

"]]

若已知波向$x$轴正方向传播,结合波的周期性可得

$t=nT+ \dfrac{3}{8}T$,($n=0$$1$$2$$3$…)

$T= \dfrac{4}{8n + 3}\;\rm s$,($n=0$$1$$2$$3$…)

$n=0$时,$T$最大,且$T_{\max}= \dfrac{4}{3}\;\rm s$

若波的传播方向未知,求波速的表达式。

[["

若波向$x$轴正方向传播,波速为($16n+6)\\;\\rm m/s$,($n=0$$1$$2$$3$…);若波向$x$轴负方向传播,波速为$(16n+10)\\;\\rm m/s$,($n=0$$1$$2$$3$…)

"]]

若波向$x$轴正方向传播,波传播的距离为

$\Delta x=(n\lambda+3)m=(8n+3)\;\rm m$,($n=0$$1$$2$$3$…)

故波速为

$v= \dfrac{\Delta x}{t} = \dfrac{8n + 3}{0.5}\;\rm m/s=(16n+6)\;\rm m/s$,($n=0$$1$$2$$3$…)。

若波向$x$轴负方向传播,波传播的距离为

$\Delta x=(n\lambda+5)\;\rm m=(8n+5)\;\rm m$,($n=0$$1$$2$$3$…)

故波速为

$v= \dfrac{\Delta x}{t} = \dfrac{8n + 5}{0.5}\;\rm m/s=(16n+10)\;\rm m/s$,($n=0$$1$$2$$3$…)

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