Question

2．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，振幅為$\sqrt{2}$ cm，波速為2m/s．在t=0時(shí)刻，平衡位置在x=1m處的質(zhì)點(diǎn)a位移為1cm，平衡位置在x=5m處的質(zhì)點(diǎn)b的位移為-1cm，兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反，其中質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a、b之間只有一個(gè)波谷，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 該列簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)可能為$\frac{8}{3}$ m
• B． 質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)周期可能為2 s
• C． 質(zhì)點(diǎn)a、b的速度在某一時(shí)刻可能相同
• D． 質(zhì)點(diǎn)a、b的位移在某一時(shí)刻可能都為正
• E． 當(dāng)t=0.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度可能最大也可能最小

Answer 1

分析 波可能沿x軸負(fù)方向傳播，也可能沿x軸正方向傳播，根據(jù)波形求出波長(zhǎng)．再由波速公式求出周期．質(zhì)點(diǎn)a、b平衡位置間的距離為$\frac{λ}{2}$的奇數(shù)倍，質(zhì)點(diǎn)a、b的速度可能均為零，但位移不可能同時(shí)為正或同時(shí)為負(fù)，當(dāng)t=0.5 s時(shí)，由s=vt求波在0.5s內(nèi)傳播的距離，運(yùn)用波形平移法分析質(zhì)點(diǎn)a的速度．

解答 解：AB、若波沿x軸負(fù)方向傳播，a、b間是半個(gè)波長(zhǎng)的波形，有 $\frac{λ}{2}$=4 m，得λ=8 m，周期T=$\frac{λ}{v}$=4 s；若波沿x軸正方向傳播，則a、b間是1.5個(gè)波形，有 $\frac{3λ}{2}$=4 m，得λ=$\frac{8}{3}$ m，周期 T=$\frac{λ}{v}=\frac{4}{3}$ s，故A正確，B錯(cuò)誤．
CD、質(zhì)點(diǎn)a、b平衡位置間的距離為$\frac{λ}{2}$的奇數(shù)倍，質(zhì)點(diǎn)a、b的速度可能均為零，但位移不可能同時(shí)為正或同時(shí)為負(fù)，故C正確，D錯(cuò)誤．
E、當(dāng)t=0.5 s時(shí)波沿傳播方向運(yùn)動(dòng)的距離s=v△t=2×0.5 m=1 m，當(dāng)a、b間是半個(gè)波長(zhǎng)的波形時(shí)，t=0時(shí)x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)速度最大，經(jīng)0.5 s其振動(dòng)形式恰好傳到質(zhì)點(diǎn)a處，當(dāng)a、b間是1.5個(gè)波形時(shí)，t=0時(shí)x=0處的質(zhì)點(diǎn)速度最小，經(jīng)0.5 s其振動(dòng)形式恰好傳到質(zhì)點(diǎn)a處，即質(zhì)點(diǎn)a的速度可能最大也可能最小，故E正確．
故選：ACE

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵在于確定ab間的距離與波長(zhǎng)的關(guān)系，在波的傳播方向不明時(shí)，要考慮波的雙向性，然后利用波動(dòng)和振動(dòng)關(guān)系進(jìn)行求解．