题目内容

【题目】如图所示为一列简谐横波沿﹣x方向传播在t=0时刻的波形图,M、N两点的坐标分别为(﹣2,0)和(﹣7,0),已知t=0.5s时,M点第二次出现波峰.

①这列波的传播速度多大?
②从t=0时刻起,经过多长时间N点第一次出现波峰?
③当N点第一次出现波峰时,M点通过的路程为多少?

【答案】解:①根据图像可知,该波波长 λ=4m
M点与最近波峰的水平距离为6m,距离下一个波峰的水平距离为10m,所以波速为:v= = =20m/s
②N点与最近波峰的水平距离为 s=11m
当最近的波峰传到N点时N点第一次形成波峰,历时为:t1= = s=0.55s
③该波中各质点振动的周期为:T= =0.2s
N点第一出现波峰时质点M振动了 t2=0.4s
则 t2=2T
质点M每振动 经过的路程为5cm,则当N点第一次出现波峰时,M点通过的路程为:
s′=8×5cm=40cm=0.4m
答:①这列波的传播速度是20m/s.
②从t=0时刻起,经过0.55s时间N点第一次出现波峰.
③当N点第一次出现波峰时,M点通过的路程为0.4m
【解析】①根据t=0时波形图,由波的传播方向来确定质点M的振动方向,由在t=0.5s时,M点恰第二次出现波峰,即可求出周期,根据图像读出波长,从而求出波速.②图中x=4m处的波峰传到N点时N点第一次出现波峰,根据t= 求所用时间.③根据时间与周期的关系,求M点通过的路程.
【考点精析】关于本题考查的简谐运动和简谐运动的图象,需要了解谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大;简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线;可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况才能得出正确答案.

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