题文
如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a,b两点,相距14.0m,b点在a点的右方,当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a点的位移达到正最大时,b点的位移恰为零且向下运动。经过1.00s后a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰达到负最大,则这简谐波的波速可能等于
A.4.67m/sB.6m/sC.10m/sD.4m/s
题型:未知 难度:其他题型
答案
AC
解析
【错解分析】错解:由对题目的分析可以知道,a,b之间间隔
,所以
=14.0m 
而
=1.00s T=4.00s
由波速公式
代入数据解得
v=4.67m/s选择A。
但此题可能多选,考虑到a,b之间满足条件的情况还可以为
,
……而第一状态与第二状态之间间隔时间为
或1
即当 
=14.0m,
而1
=1.00s,
则波速
解得:v=10m/s 选择C
当 
=14.0m,
而2
=1.00s,
则波速
解得:v=11.5m/s显然不符合题目中的选项,且通过分析可知v=14m/s也是不对的,所以正确答案为A,C。
以上答案并没有错,但分析问题的过程出现了明显的错误,即把a,b之间存在
,
,
……与两种状态之间的时间间隔
,1
,2
……着两个没有必然联系的事件用意一一对应的关系联系起来,认为当a,b之间为
时,必有间隔
,而a,b之间为1
时,必有间隔时间为1
……结果导致在计算过程中,漏了不少结论。而此题做为选择题,学生能用错误的思维方式得出符合答案的结果,纯属偶然。
【正解】依题意,a,b之间为
,
,
……
+
,或者为
(n=0,1,2,3……)。而两个时刻之间的时间间隔为
,1
,2
……
+NT
(N=0,1,2,3……)
波长λ有一系列数据,周期T也有一系列数据,从波的概念出发,两者并无一一对应,因而波速应为
其解为当n=0,N=0,1,2……
n=1,N=0,1,2……
n=2,N=0,1,2……
我们可以通过列表来看一看波速的各种可能值:
N
n
0
1
2
3
…
0
4.67
2
1.27
0.933
1
23.3
10
6.36
4.67
2
42
18
11.5
8.4
3
60.7
26
16.6
12.1
…
…
…
…
…
…
从表中可以看出,4.67m/s及10m/s即为正确答案。所以正确答案应选A,C。
【点评】这是1996年一道高考题,当年不少考生考试时也选对了答案,但这些考生思考问题时有着明显的片面性,只从n=N的情况去考虑问题,当n=N=0时,4.67m/s,当n=N=1时,v=10m/s,当n=N=2时v=11.5m/s……,把长度的周期性与时间的周期性混为一谈。若此题的四个选项中变化一个为v=2m/s(即n=1,N=0时),上述思维片面的考生可能就会漏选,因此,一定要对题目进行全面周到的分析。
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a,.....”主要考查你对 [机械波的形成和传播 ]考点的理解。
机械波的形成和传播
机械波:
1、定义:机械振动在介质中传播的过程。
2、机械波产生的条件:①振源;②介质。
3、波的形式:由于介质中质点间存在着相互作用力,波源的振动就带动周围质点的振动,周围质点的振动再带动其邻近质点的振动,于是振动就在介质中由近及远地传播出去,形成了波
4、机械波的特点:
①机械波传播的是振动形式和能量。质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移;
②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同;
③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。
5、波动与振动的关系:
波动中一定有振动,振动不一定形成波。波动是大量质点的振动,振动是单一质点的振动
振动是波动形成的原因,波动是振动传播的结果


