8.波的图象

(2008年高考上海卷第22题).(12分)有两列简谐横波ab在同一媒质中沿x轴正方向传播,波速均为v=2.5m/s。在t=0时,两列波的波峰正好在x=2.5m处重合,如图所示。

(1)求两列波的周期TaTb

(2)求t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置。

(3)辨析题:分析并判断在t=0时是否存在两列波的波谷重合处。

  某同学分析如下:既然两列波的波峰存在重合处,那么波谷与波谷重合处也一定存在。只要找到这两列波半波长的最小公倍数,……,即可得到波谷与波谷重合处的所有位置。

  你认为该同学的分析正确吗?若正确,求出这些点的位置。若不正确,指出错误处并通过计算说明理由。

解析:(1)从图中可以看出两列波的波长分别为λa=2.5m,λb=4.0m,因此它们的周期分别为

s=1s       s=1.6s

(2)两列波的最小公倍数为   S=20m

t=0时,两列波的波峰生命处的所有位置为

        x=(2.520k)m,k=0,1,2,3,……

    (3)该同学的分析不正确。

要找两列波的波谷与波谷重合处,必须从波峰重合处出发,找到这两列波半波长的厅数倍恰好相等的位置。设距离x=2.5m为L处两列波的波谷与波谷相遇,并设

L=(2m-1)        L=(2n-1),式中mn均为正整数

只要找到相应的mn即可

λa=2.5m,λb=4.0m代入并整理,得

由于上式中mn在整数范围内无解,所以不存在波谷与波谷重合处。

同步练习

5.库仑定律

“真空中两个静止点电荷相距10cm, 它们之间相互作用力大小为9×10-4N。当它们合在一起时,成为一个带电量为3×10-8c的电电荷,问原来两电荷的电量各为多少?”某同学求解如下:

根据电量守恒定律:+=3×10-8c =a ①

根据库仑定律:

以q2=b/q1③代入①式得:

根号中的数值为负,经检查,运算无误。试指出求解过程中的问题并给出正确的解答。

解答:若异号,不妨设为正,为负,并设>, 则①式应为-=a ②

将q2=b/q1③代入②式得:

解得:=5×10-8c(取+号),

将q1=5×10-8c代入③得:q2=-2×10-8c.

讨论:仔细读题会发现:两个点电荷之间作用力大小为9×10-4N,应该有两种可能,即两电荷为同号或两电荷为异号,若为同号,当它们合在一起时,求总电量用①式;若为异号,当它们合在一起时,求总电量用②式。当将①式代入③式时,出现根号中的数值为负,“山穷水尽疑无路”;当将②式代入③式时,根号中的数值便为正了,“柳暗花明又一村”。自然现象是复杂的,我们的头脑也要复杂起来。当一种解题思路受阻而走不下去时,要换一种思路;当在一个地方打井打不出水时,要换一个地方打井,而不要在原地继续挖下去了,这就是“多向思维解题法”。

某同学求解过程只想到一种可能便以为是全部情况,在解答过程进入绝境时束手无策,没有多向思维的能力。

 0  420327  420335  420341  420345  420351  420353  420357  420363  420365  420371  420377  420381  420383  420387  420393  420395  420401  420405  420407  420411  420413  420417  420419  420421  420422  420423  420425  420426  420427  420429  420431  420435  420437  420441  420443  420447  420453  420455  420461  420465  420467  420471  420477  420483  420485  420491  420495  420497  420503  420507  420513  420521  447090 

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