沪科版选修34 有关机械波的案例分析 第1课时 作业.docx

2.2有关机械波的案例分析1、如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点p以此时刻为计时起点的振动图像从该时刻起()a经过0.35 s时，质点q距平衡位置的距离小于质点p距平衡位置的距离b经过0.25 s时，质点q的加速度大于质点p的加速度c经过0.15 s时，波沿x轴的正方向传播了3 md经过0.1 s时，质点q的运动方向沿y轴正方向答案ac解析由振动图像可判定t0时刻时，质点p向下振动，则机械波向右传播经0.35 s，即经1t时，p点在波峰，故q距平衡位置的距离小于p到平衡位置的距离，a对；经0.25 s，即经1t时，p在波谷，q的加速度小于p的加速度，b错；波速v m/s20 m/s，所以经0.15 s波沿x轴的正方向传播的距离svt200.15 m3 m，c对；q点在图示时刻向上振动，即沿y轴正方向，经半个周期，其运动方向沿y轴负方向，d错2一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_(双选，填正确答案标号)a波长为1.2 mb波源起振方向沿y轴正方向c波速大小为0.4 m/sd质点a的动能在t4 s时最大答案ab3一列简谐横波沿直线由a向b传播，a、b相距0.45 m，如图7所示是a处质点的振动图像当a处质点运动到波峰位置时，b处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是()图7a4.5 m/s b3.0 m/s c1.5 m/s d0.7 m/s答案a解析从题图中可知周期t为0.4 s由题可知质点a、b间最简单波形如图所示，a、b间距和波长的关系为x(n)，再由公式v得v(n0,1,2，)，代入数据可知波速v可能为4.5 m/s，选项a正确4如图8a)是一列简谐横波在t0.2 s时的波形图，其中o是波源，图(b)是波上某一点p的振动图像(1)该波的波长为_m，周期为_s，波速为_m/s.(2)说明p质点的位置(3)画出t0.4 s和t0.55 s的波形图答案(1)40.220(2)波源o所在位置，横坐标x0(3)见解析解析(1)由图(a)知波长4 m，由图(b)知周期t0.2 s，所以波速v20 m/s.(2)由图(b)知0.2 s时p质点经过平衡位置正向上运动，且它已振动了一个周期，所以它应是图(a)中的波源o，其横坐标x0.(3)t0.4 s时，从图(a)得t10.2 st，波形正好向右平移了一个波长，因此04 m之间的波形与t0.2 s时波形相同，此时波形如图中实线所示t0.55 s时，从图(a)得t20.35 s1t，由画图的一般做法只需把t0.2 s时的波形向右平移1即可，波形如图中虚线所示5、如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，p点的横坐标为96 cm，从图中状态开始计时，求：(1)经过多长时间，p质点开始振动，振动时方向如何？(2)经过多少时间，p质点第一次到达波峰？答案(1)1.2 s沿y轴负方向(2)1.5 s解析(1)开始计时时，这列波的最前端的质点的横坐标是24 cm，根据波的传播方向，可知这一点沿y轴负方向运动，因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都是沿y轴负方向运动，故p点开始振动时的方向是沿y轴负方向，p质点开始振动的时间是t s1.2 s.l p质点第一次到达波峰的时间，其实是6 cm处的波峰这一波形传到p点所需要的时间，则t s1.5 s.6、简谐横波某时刻的波形图如图所示由此可知：(1)若质点a向下运动，则波向什么方向传播？(2)若质点b向上运动，则波向什么方向传播？(3)若波从右向左传播，则质点c向什么方向运动？答案(1)向左(2)向右(3)向上解析解法一：同侧法(1)先在质点a上标出向下的振动方向，如图，根据“同侧法”，波向左传播(2)先在质点b上标出向上的振动方向，再根据“同侧法”，则波向右传播(3)先在质点c上标出波的传播方向(向左)，根据“同侧法”，可知质点c振动方向向上解法二：上下坡法(1)若质点a向下运动，则质点a处于“上坡”，故波向左传播；(2)若质点b向上运动，则质点b处于“下坡”，故波向右传播；(3)若波从右向左传播，则质点c处于“下坡”，故质点c振动方向向上7、一列横波在x轴上传播，t10和t20.005 s时的波形分别为如图5所示中的实线和虚线所示(1)设周期大于(t2t1)，求波速(2)设周期小于(t2t1)，并且波速为6 000 m/s.求波的传播方向答案(1)波向右传播时v400 m/s；波向左传播时，v1 200 m/s(2)x轴负方向解析当波传播的时间小于周期时，则波沿传播方向前进的距离小于一个波长；当波传播的时间大于周期时，则波沿传播方向前进的距离大于一个波长这时从波形的变化上看出的