题目内容
(9分)一列横波在x轴上传播,在t1 = 0时刻波形如图中实线所示,t2 = 0.05s时刻波形如图中虚线所示.
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①求这列波的波速是多少
②若有另一列波能与这列波发生稳定干涉,则另一列波的最小频率是多少?
【答案】
(1)v =λ/T= 40(4n+3)m/s (n = 0、1、2、3…)(2)5Hz
【解析】①根据波形图可知,波长λ=8m,这列波的传播方向存在两种可能。
若波沿x轴正向传播,则 0.05s=(n+
)T(其中n = 0、1、2、3…),所以,周期T=
(n = 0、1、2、3…),波速v =λ/T= 40(4n+1)m/s (n = 0、1、2、3…);
若波沿x轴负向传播,则 0.05s=(n+
)T,所以,周期T=
(n = 0、1、2、3…),波速v =λ/T= 40(4n+3)m/s (n = 0、1、2、3…)。
②若有另一列波能与这列波发生稳定干涉,则另一列波的频率与这列波的频率相同;若波沿x轴正向传播,且当n = 0时,周期最大,频率最小,最小频率为5Hz,所以另一列波的最小频率是5Hz。
本题考查波的多解问题,由于题目中未给出波的传播方向,所以波有两种传播可能性,即构成多解问题,如果波沿x轴正向传播,由波的周期性可知0.05s为(n+0.25)个周期,由波的周期与波长和波速的关系可求得波速表达式,当波向左传播时,0.05s为(n+0.75)个周期,同理列式求解
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