题目内容

如图1-10-3所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点,相距14.0 m,b点在a点的右方.当一列简谐横波沿此绳向右传播时,若a点的位移达到正极大时,b点的位移恰为零,且向下运动,经过1.00 s后,a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰好达到负极大.则这列简谐横波的波速可能等于(    )

图1-10-3

A.14.0 m/s           B.10.0 m/s            C.6.00 m/s          D.4.67 m/s

解析:当a点位移正极大,b点在平衡位置向下运动时,则沿水平绳a、b两点间波形至少会有四分之三波长.设n为正整数,则有λ+nλ=14.0 m,n=0,1,2……

当经过1.00 s,a点在平衡位置向下运动,b点在负的最大位移处,则这段时间至少含有四分之一周期.设m为正整数,则有T+mT=1.00 s,m=0,1,2……

因此波速是v=

可见波速的确定由n、m共同决定,分析时可先令n=0时,再讨论m的所有取值;然后令n=1,再讨论m的所有取值;如此下去.例如令n=0,则波速v=(4m+1);当m=0时,波速为m/s,即4.67 m/s;当m=1时,波速为23.3 m/s,超出选项范围,不再讨论.再令n=1,当m=1时,波速为10.00 m/s等等.

答案:BD

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