波動圖象與振動圖象的綜合應(yīng)用錯解例析

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

波動圖象與振動圖象的綜合應(yīng)用題在機械振動與機械波一部分經(jīng)常出現(xiàn),在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)在解題過程中出現(xiàn)的問題也較多,下面用幾個實例說明。

例1 如圖所示,分別為一列橫波在某一時刻的波形圖象和在x=6m處的質(zhì)點從該時刻開始計時的振動圖象,則這列波( )

A.沿x軸的正方向傳播

B.沿x軸的負方向傳播

C.波速為100m/s

D、波速為2.5m/s

錯解:B選項正確。

由振動圖象可知,此時x=6m處的質(zhì)點在平衡位置且具有正方向的速度,由“同側(cè)”原理可得波向x軸負方向傳播,可知正確;

由波動圖象知λ=8m,由振動圖象可T=8s,所以可知波速

v==m/s=1m/s

所以本題應(yīng)選B。

錯解分析:此解在求解波速時出現(xiàn)錯誤,原因在于在利用振動圖象讀取周期時未注意其橫軸的量單位。

分析與解答:由振動圖象可知,此時x=6m處的質(zhì)點在平衡位置且具有正方向的速度,由“同側(cè)”原理可得波向x軸負方向傳播,可知B正確;

由波形圖可知:λ=8m,由振動圖象可知T=8×10-2s,所以可知波速

        v===100m/s

可知C正確。

所以本題的正確答案是B、C。

例2 一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播,如左圖是t=1s時的波形圖,右圖是波中某振動質(zhì)點的位移隨時間變化的振動圖線(兩圖用同一時間起點),則圖2可能是圖1中哪個質(zhì)點的振動圖線( 。

A.x=0處的質(zhì)點

B.x=1m處的質(zhì)點

C.x=3m處的質(zhì)點

D.x=5m處的質(zhì)點

錯解:C選項正確 高二。

由振動圖2可知,t=0時刻,質(zhì)點位于正向最大位移處。而在圖1中只有x=3m處的質(zhì)點位于正向最大位移處。所以應(yīng)選C。

錯解分析:沒有弄清振動與波動的對應(yīng)關(guān)系。圖1為t=1s時的波形圖,而質(zhì)點的振動情況卻根據(jù)振動圖象中的t=0時刻。所以出現(xiàn)錯誤。

分析與解答:先在振動圖線中看t=1s時質(zhì)點的振動情況,由圖可知該時刻質(zhì)點處于平衡位置且向負方向運動,再由“同側(cè)”原理可知,圖1中的x=0、1、3、5這四個點中只有x=0處的質(zhì)點正經(jīng)平衡位置向負方向運動,可知A選項正確。

所以本題的正確答案是A。

例3 如左圖為某波源的振動圖象,右圖是該波源產(chǎn)生的橫波在某時刻的波形圖,波動圖的O點表示波源。問:

(1)這列波的波速多大?

(2)若波向右傳播,當(dāng)波動圖中質(zhì)點Q第一次到達平衡位置且向上運動時,質(zhì)點P已經(jīng)經(jīng)過了多少路程?

分析與解答:(1)由振動圖象可知周期T=0.2s

由波動圖象可知波長λ=0.2m

則由波速公式可得v==m/s=1m/s

(2)t1= =s=0.4s

在此之前P點已經(jīng)振動了=0.1s

所以P點一共振動了0.4s+0.1s=0.5s=

可得P點的路程為5×2A=5×2×0.05m=0.5m

錯解:本題第二問求解P點路程時有些同學(xué)沒有考慮在上圖所示時刻之前P點已經(jīng)振動了,得出P點路程為0.4m的錯誤結(jié)果。

上述看似很低級的錯誤,在學(xué)生中確經(jīng)常出現(xiàn),由以上幾例可知,在解該類問題時,應(yīng)注意一分一看二找,即:

1.分清振動圖象與波動圖象。此問題最簡單,只要看清橫坐標即可,橫坐標為x即為波動圖象,橫坐標為t則為振動圖象。

2.看清橫、縱坐標的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。

3.找準波動圖象對應(yīng)的時刻。

4.找準振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點。

只要掌握了上述原則,在解波動圖象與振動圖象的綜合題時就不會出現(xiàn)上述幾例中的錯誤了。



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