答案:0.8;4;L;0.5
反思:本题考查了振动的振幅、周期以及波动的波速等基本概念,并且简单地考查了振动图象和波的图象。
六、规律整合
从近三年高考试题来看,振动和波的高考试题主要集中在振动、波动的图象上,波动和振动之间有着密切的联系。振动是波动的成因,波动是振动的传播,做简谐运动的物体,其振动图象和简谐波的波动图象都是正弦或余弦曲线。在某时刻的波动图象中,质点振动方向、波的传播方向和波形三者是密切相关的,知道其中的任意两者,就可求出第三者,即由波形、波的传播方向可确定质点的振动方向;由波形、质点的振动方向可确定波的传播方向,所以在复习阶段重点应帮助考生掌握波的传播方向跟波上质点振动方向的关系,掌握波的传播距离、质点的振动、波的图象随时间变化的关系,并通过波的图象分析波动问题和波上质点的振动问题。在分析问题时,要灵活应用。
解题方法点拨:
解析:由甲图可知波长
,由乙图可知振幅
,周期
,所以波速
;因为波沿
轴正方向传播,由甲图可以判断
时刻L向上振动,N向下振动,K在正的最大位移处,M在负的最大位移处,由乙图可知
时刻,质点向上振动,所以为L的振动图象;
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质点N的振幅是 m,振动周期为 s,图乙表示质点 (从质点K、L、M、N中选填)的振动图象。该波的波速为 m/s。
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由于上式中m、n在整数范围内无解,所以不存在波谷与波谷重合处。
反思:解答本题的关键是要找两列波的波峰与波峰重合处,从波峰重合处仔细观察出发,找到这两列波的波长的最小公倍数的位置,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奇数倍相等的位置。
5.振动与波的图像的问题
例4((2008年江苏卷)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=O时刻的波形如图甲所示。图甲中某质点的振动图象如图乙所示.
将λa=
,
,式中m、n均为正整数
只要找到相应的m、n即可
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奇数倍恰好相等的位置。设距离x=
m (
,1,2……)
(3)该同学的分析不正确。
s=1s,
s=1.6s
(2)两列波的最小公倍数为S=
t=0时,两列波的波峰重合处的所有位置为
解析:(1)从图6中可以看出两列波的波长分别为λa=
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