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文档简介

1、波动问题中非特殊点运动问题的处理中学阶段的波动问题中多数处理的是一些特殊点的运动情况,如在正负最大位移处或平衡位置处的点的运动情况或其经过一段时间后的运动情况,而对于任选的一些非特殊点的运动情况则多未做深入研究,现就这一问题通过例题讨论如下。1 利用波形平移法处理例一列简谐横波在时刻的波形如图所示,波沿x 轴正方向传播,已知在s时刻点第三次到达波谷,则从零时刻起经多长时间坐标m处的点第一次到达波峰?x/my/cmPQAO123v图1分析由波沿x轴正向传播知此时点向下振动,经第三次到达波谷,故,得s,又由图知m ,故m/s。而时刻点是一非特殊位置点,只研究点本身的振动,利用中学知识无法确定点何时

2、第一次到达波峰。但由波形的平移可知点的波峰是由点传播过来的,故点第一次到达波峰耗时s。2 利用简谐运动的特点处理例图所示为一简谐波在某一时刻的波形图,点是波源,波速为320m/s,若此刻点的位移是cm,再经过s,质点的位移和通过的路程各是多大?图2x/my/cmP0.80.4O54-5v分析由图知m,另外已知m/s 得s s由简谐运动的特点知,质点做简谐运动经后,新位置与原位置关于平衡位置对称且运动情况与原来刚好相反。故点经t时间到达关于平衡位置的对称点,运动方向向下位移m路程cm3 结合简谐运动和波动的特点处理例图所示为一简谐波在零时刻的波形图线,若此波沿x轴正向传播,波的频率为0.5HZ,

3、已知此时刻P点的位移为y=2.5cm,Q点在点右方且平衡位置相距15cm,则对于质点来说,在t=0.5s时的位移如何?30图x/my/cmP2010O52.5-5v30图3x/my/cmP2010O52.5-5v分析由图可知m,则Q=15cm= 又s,故由波动知识知距点为的右过的点零时刻的位移为cm,如图4所示,而m,则再过,波向右传播,点的运动情况刚好到点,点的位移为cm。4 利用振动方程与波动方程处理例如图所示,甲、乙两图分别表示一列横波上相距3m的两个质点和的振动图像,已知波长为3m<<12m,求:波通过、两点经历的时间t 设点距点m,且在AB的中间,从t=0开始,经过s,点通过的路程是多少?t/st/sy/cm2-200.6甲y/cm2-200.6乙 图5y分析由题意知,AB之间的距离不到一个波长,考虑甲、乙两图知t=0时刻,在波峰,在平衡位置且向上振动,可见AB之间的波形如图6中a、b两线分别所示。图6ba0AB Px 若波从向传,波形如图线a所示知AB=,m,此解不合题意,舍去。 若波从向传,波形如图线b所示AB=,m故s当t=0时,由乙图知,质点的振动方程为(cm)由知波从向传,波速m/s这样,点比点晚振动时间s故点的振动方程为(cm)由振动方程知,在时,cm,

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