题目内容

5.一列简谐横波如所示,图中的实线是某时刻的波动图象,虚线是经过0.2s时的波动图象,
(1)若这列波沿x轴正向传播,求波速;
(2)若波速是35m/s,求波的传播方向.

分析 (1)由图知波长λ=4m.波向右传播的最短距离为1m,即$\frac{1}{4}$λ,根据波的周期性:波经过整数倍时间,图形相同,求出周期的通项,即可求得波速的通项.
(2)波速是35m/s和时间为0.2s,由x=vt求出波传播的距离,分析与波长的关系,根据波形的平移,确定波的传播方向.

解答 解:(1)由图知波长为:λ=4m
这列波沿x轴正向传播,则传播时间为:t=nT+$\frac{T}{4}$=0.2s
所以周期为:T=$\frac{0.8}{4n+1}$s,(n=0、1、2 …)
波速 v=$\frac{λ}{T}$=5(4n+1)m/s,(n=0、1、2 …)
(2)若波速是35m/s,则波在t=0.2s内传播的距离 s=vt=7m
因为 s=λ+$\frac{3}{4}$λ
所以波沿x轴负方向传播
答:(1)若这列波沿x轴正向传播,波速为5(4n+1)m/s,(n=0、1、2 …);
(2)若波速是35m/s,波沿x轴负方向传播.

点评 本题考查理解波动图象的能力以及运用数学通项求解特殊值的能力.对于两个时刻的波形,一定要考虑波的周期性,若波的传播方向未知,还要考虑双向性.

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