题目内容

(2013?湖南模拟)一列简谐波沿波的传播方向先后有相距6米的A、B两点,A靠近波源,且A、B间距离小于该波3倍波长.当A点位移达到正向最大时,B点的位移恰好为零,且向正向运动.经0.5s(小于该波的4倍周期)后,A点位移恰好为零,且沿正向运动,而B点的位移恰好达到负的最大.则这列波的波速(  )
分析:要求波速v,可根据v=
λ
T
求解,故需要求出波长λ和周期T.波从A向B传播,当A点位移达到正向最大时,B点的位移恰好为零,且向正向运动,故AB之间的距离为(n+
1
4
)λ,这样求出波长λ;经0.5s(小于该波的4倍周期)后,A点位移恰好为零,且沿正向运动,而B点的位移恰好达到负的最大,故0.5s=(k+
3
4
)T,这样可以求出T.
解答:解:由题意知质点A在波峰位置,而质点B在平衡位置且沿正方向运动,由于波从A向B传播,
故AB之间的距离为(n+
1
4
)λ=6,
又由于A、B间距离小于该波3倍波长,故n=0,1,2.
显然当n=0时,λ=24m;当n=1时,λ=4.8m,当n=2时,λ=
8
3
m
经0.5s(小于该波的4倍周期)后,A点位移恰好为零,且沿正向运动,而B点的位移恰好达到负的最大,故0.5s=(k+
3
4
)T,
其中k=0,1,2,3.
当k=0时,T=
2
3
s,
当k=1时,T=
2
7
s,
当k=2时,T=
2
11
s,
当k=3时,T=
2
15
s.
根据波速v=
λ
T
可得当λ=24m,T=
2
15
s时波速v最大,故vmax=12×15=180m/s.
当λ=
8
3
m,T=
2
3
s时波速最小,故vmin=4m/s.
故B正确.
故选B.
点评:根据v=
λ
T
求解波速v,可以先写出λ的一系列解和T的一系列解,最大的波速对应最大的波长和最小的周期,同理最小的波速对应最大周期和最小的波长.这是求解多解问题的基本思路.
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