高中物理 挖掘波速隱含條件巧解一類波動(dòng)問題教學(xué)參考素材

1、挖掘波速隱含條件，巧解一類波動(dòng)問題波速是振動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播速度，波速由介質(zhì)性質(zhì)決定，與波的頻率，質(zhì)點(diǎn)的振幅無關(guān)。在同一介質(zhì)中波速大小保持不變。波長波速頻率之間滿足關(guān)系式：vf其中v、f三個(gè)量相互關(guān)聯(lián)，從公式上看，似乎任意一個(gè)量改變都會(huì)影響其他兩個(gè)量，不少初學(xué)者已產(chǎn)生這樣的認(rèn)識(shí)，其實(shí)不然，那么它們都是受誰決定的呢？周期和頻率，只取決于波源，而與v、無直接關(guān)系。速度v決定與介質(zhì)的物理性質(zhì)，它與f、無直接關(guān)系。只要介質(zhì)不變，v就不變，而不決定于f、。反之如果介質(zhì)改變，v也一定改變。波長則決定于v和f，只要v，f其中一個(gè)發(fā)生變化，其值必然發(fā)生變化，而保持vf的關(guān)系。在許多題目中，都告訴了兩列波是在

2、同一介質(zhì)中傳播，這就意味著這兩列波的波速相同，挖掘出了這個(gè)隱含條件問題也就迎刃而解了。例1 波長為60m和波長為17m的兩列聲波在空氣中傳播時(shí)，下列敘述中正確的是（）A波長60m的聲波比波長17m的聲波傳播速度小B波長60m的聲波比波長17m的聲波頻率小C波長60m的聲波比波長17m的聲波易發(fā)生衍射D波長60m的聲波不能被反射解析：題目中隱含了一個(gè)條件就是兩列波的波速相同，熟悉在同一介質(zhì)中波速相同，就很容易挖掘出這一隱含條件。再根據(jù)公式vf變形得fv/即可判斷波長60m的聲波比波長17m 的聲波頻率小B正確。波長長的波容易發(fā)生衍射故C正確。此題正確答案為BC例2 如圖所示A、B、C是水波通過一

3、個(gè)相同的孔傳播的照片，則由照片可知（）情況中水波的波長最長；（）情況中水波的波長最短；（）情況中水波的頻率最大；（）情況中水波的頻率最小。解析：在相同的孔下，A波衍射最明顯，B波次之，C波衍射最不明顯，根據(jù)波長越長衍射越明顯的結(jié)論可知A波波長最長，B波次之，C波波長最短。如何判斷頻率的大小呢？這里有一個(gè)隱含條件即，三個(gè)波的波速相同，因?yàn)樗麄兲幱谕唤橘|(zhì)中。根據(jù)vf變形可得fv/由此式可知波長越大頻率越小，故A波頻率最小，B波次之，C波頻率最大。例3 如圖所示，甲乙兩列簡諧橫波（圖中各畫了一個(gè)波長）在同一條繩上傳播某時(shí)刻的圖形，則下列說法正確的是（ ）A這兩列波不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象B波甲的速度V1

4、比波乙的速度V2大C波甲的速度V1比波乙的速度V2小D波甲的速度V1比波乙的速度V2一樣大 解析：由于甲乙兩列波在同一條繩上傳播，所以甲乙兩列波的波速相等。這是一個(gè)隱含條件，挖掘出了這個(gè)隱含條件題目就好解了。從波動(dòng)圖象中可以看到甲乙，根據(jù)fv/，可以得到f甲f乙，所以這兩列波是相干波，可以發(fā)生干涉，所以這道題答案是AD。例4 如圖所示甲為水波演示槽，可演示兩列水波疊加的情形。S1、S2為兩個(gè)波源，能連續(xù)不斷的上下振動(dòng)產(chǎn)生水波，P為水面上的一點(diǎn)，PS1PS2。乙丙兩圖分別為S1、S2波源的振動(dòng)圖像，則（）A水面上不能形成干涉圖樣B由于水波波速未知，不能判斷P點(diǎn)屬振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)CP點(diǎn)屬振動(dòng)加強(qiáng)

5、點(diǎn)DP點(diǎn)振動(dòng)振幅為1cm解析：此題解題的關(guān)鍵也是抓住甲乙兩列波在同一介質(zhì)中傳播，因此甲乙的波速相同。即V甲V乙，又從乙丙兩圖中可以看出兩列波的波長相等，即甲乙，因此 根據(jù)fv/可得f甲f乙。所以兩列波是相干波，可以產(chǎn)生干涉圖樣。P點(diǎn)到S1S2距離相等，故P點(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn)。P點(diǎn)振幅是3cm，此題答案是C例5 一個(gè)波源在繩的左端發(fā)出半個(gè)波，頻率為f1，振幅為A1；同時(shí)另一個(gè)波在繩的右端發(fā)出半個(gè)波，頻率為f2，則（ ） A.兩列波同時(shí)到達(dá)波源中點(diǎn)B.兩列波相遇時(shí)，P點(diǎn)振幅可達(dá)A1+A2C.兩列波相遇后，各自仍保持原來的波形獨(dú)立傳播D.兩列波相遇時(shí)，繩上的波峰可達(dá)A1+A2的點(diǎn)只有一個(gè)，此點(diǎn)在P點(diǎn)左側(cè)解析：因?yàn)閮闪胁ㄔ谕桓K上傳播，所以首先要挖掘出兩列波波速相等這一條件。又因?yàn)镻點(diǎn)在兩波源中點(diǎn)，故兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，A選項(xiàng)正確。從圖中可以看出12，故當(dāng)波波峰到達(dá)P點(diǎn)時(shí)波波峰還未到達(dá)P點(diǎn)，故兩列波相遇時(shí)P點(diǎn)振幅小于A1+A2，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。兩列波相遇時(shí)，各自仍保持原來的波形獨(dú)立傳播，這是波的獨(dú)立傳播原理，C選項(xiàng)正確。由于當(dāng)波波峰到達(dá)P點(diǎn)時(shí)波波峰還未到達(dá)P點(diǎn)，故波將繼續(xù)向左傳播，它將在P點(diǎn)左側(cè)與波相遇，所以兩列波相遇時(shí)，繩上波峰可達(dá)A1+A2的點(diǎn)只有一點(diǎn)，此點(diǎn)在P點(diǎn)左側(cè)，D選項(xiàng)正確。所以本題正確答案為