内容正文:
章末提升创新应用(七)
授课提示:对应学生用书第185页
(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q开始计时,P、Q两质点的振动图像如图所示,则( )
A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B.该波从P传到Q的时间可能为7 s
C.该波的传播速度可能为2 m/s D.该波的波长可能为6 m
思维过程科学化、可视化、规范化
审情境⇒物理建模
模型1 “P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P”⇒分析得到本题为波的传播模型,要通过10 m分析两质点间的振动关系
模型2 根据y-t图像⇒分析得到两质点的振动情况等信息
写答案⇒规范生成
解析:由图像可知,质点P的振动图像为虚线,质点Q的振动图像为实线,从0时刻开始,质点Q的起振方向沿y轴正方向,所以选项A正确;
由题可知,简谐横波的传播方向从P到Q,由图可知,周期T=6 s,质点Q的振动图像向左4 s后与P点的振动重合,意味着Q点比P点振动滞后了4 s,即P传到Q的时间Δt可能为4 s,同时由周期性可知,从P传到Q的时间Δt为(4+nT)s,n=0,1,2,3,…,即Δt=4 s,10 s,16 s,…,不可能为7 s,所以选项B错误;
由v=,考虑到波的周期性,当Δt=4 s,10 s,16 s,…时,速度v可能为2.5 m/s,1 m/s,0.625 m/s,…,不可能为2 m/s,选项C错误;
同理,考虑到周期性,由λ=vT可知,波长可能为15 m、6 m、3.75 m,…,所以选项D正确。
答案:AD
审设问⇒问题逻辑
设问1 “质点Q开始振动的方向”⇒由y-t图像分析得到
设问2 “从P传到Q的时间、波的传播速度”⇒由y-t图像得到两质点的振动时间关系,结合相距10 m以及周期性确定
设问3 “波的波长”⇒由波速、波长、频率公式确定
(多选)一列简谐横波沿直线传播。以波源O由平衡位置开始振动为计时零点,质点A的振动图像如图所示,已知O、A的平衡位置相距0.9 m。以下判断正确的是( )
A.波长为1.2 m
B.波源起振方向沿y轴正方向
C.波速大小为0.4 m/s
D.质点A的动能在t=4 s时最大
解析:由于O、A平衡位置间的距离为0.9 m,波从O传到A点用时t=3 s,波速v==0.3 m/s,C错误;由振动图像可知,质点的振动周期为T=4 s,根据v=可得波长λ=1.2 m,A正确;由于A点起振的方向沿y轴正方向,因此波源起振的方向也一定沿y轴正方向,B正确;在t=4 s时,质点A运动到最大位移处,此时动能为零,D错误。
答案:AB
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