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高三物理一轮复习机械振动、机械波题型归纳
类型一、已知振动情况求波长
例1.绳上有一列简谐波向右传播,当绳上某质点向上运动到最大位移时,在其右方距点处的质点刚好向下运动到最大位移,已知波长大于,则波长可能是( ).
A. B. C. D.
【思路点拨】分析间距与波长可能的关系,由波长大于,确定波长的可能值。
【答案】A、C
【解析】如图所示,由题意知,间距可能为
,
其中
由于,所以间只可能有两种情况,即半个波长或一个半波长.
如果为半个波长,则
,;
如果为个波长。则
,.
【总结升华】沿波的传播方向上相距的质点振动反相,相距n的质点振动同相.
举一反三:
【变式1】一列横波在时刻的波形如图中实线所示,在时刻波形如图中虚线所示.由此可以判定此波的( )
A.波长一定是 B.周期一定是
C.振幅一定是 D.传播速度一定是
【答案】A
【解析】由题图知,波长是,振幅是,周期及波速无法确定.
【变式2】在某介质中形成一列简谐波,时刻的波形如图中的实线所示.若波向右传播,零时刻刚好传到点,且再经过,点也开始起振,求:
(1)该列波的周期;
(2)从时刻起到点第一次达到波峰时止,点相对平衡位置的位移及其所经过的路程各为多少?
【答案】(1) (2)
【解析】由图象可知,,.
当波向右传播时,点的起振方向竖直向下,包括点在内的各质点的起振方向均为竖直向下.
(1)波速,由,得
.
(2)由至点第一次到达波峰,经历的时间,而时点的振动方向竖直向上(沿轴正方向),故经时间,点振动到波谷,即:
,.
类型二、根据波动分析振动情况
例2.一列横波沿方向传播,波的频率为,振幅为,两点间距为,振动方向总是相反,在某时刻两质点同处于平衡位置,它们之间只有一个波峰.试求波从点传到点时间内,处质点通过的路程.
【思路点拨】之间只有一个波峰,只可能有图示的两种情况。分别确定波长,再利用波速、波长、频率的关系及运动学知识求得路程。
【解析】波形曲线为图中时,有
,
得
.
则波速为
.
故波从传到B的时间
,
所以通过的路程为
.
同理,当波形曲线为图中时,
,
则
,
波速
,
则通过的路程为
.
【总结升华】机械波的多解性是本章知识考查的重点,在解决该类问题时,应注意搞清