例9 一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5m的M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s,下面说法中正确的是 [ ]
A.这列波的波长是4m
B.这列波的传播速度是10m/s
C.质点Q(x=9m)经过0.5s才第一次到达波峰
D.M点以后各质点开始振动时的方向都是向下
「错解」 错解一:由题中说P点相继出现两个波峰的时间间隔为
错解二:质点Q(x=9m),经过0.4s(此处用了正确的周期结果
所以C对。
错解三:M点以后各质点的振动有的向上,有的向下,所以D不对。
「错解原因」 错解一对“相继出现两个波峰”理解有误。
错解二对质点Q(x=9m)处,当波传到它以后,该点应如何振动不会分析,实际上也就是对波的传播原理不明白。不知道波的传播是机械振动在介质中传递的过程,质点要依次被带动形成波。
同理,错解三对M点以后各点运动情况分析有误,实际上M点以后各点运动情况向上还是向下取决于波的传播方向。
「分析解答」 (1)从图6-16上可以看出波长为4m,选A.
(2)实际上“相继出现两个波峰”应理解为,出现第一波峰与出现第二个波峰之间的时间间隔。因为在一个周期内,质点完成一次全振动,而一次全振动应表现为“相继出现两个波峰”,即T=0.4s.则v=
(3)质点Q(x=9m)经过0.4s开始振动,而波是沿x轴正方向传播,即介质中的每一个质点都被它左侧的质点所带动,从波向前传播的波形图6-17可以看出,0.4s波传到Q时,其左侧质点在它下方,所以Q点在0.5s时处于波谷。再经过0.2ss即总共经过0.7s才第一次到达波峰,所以选项C错了。
(4)从波的向前传播原理可以知道,M以后的每个质点都是先向下振动的。所以选项D是对的。
此题正确答案为A,B,D.
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