答案 A
二、波的多解问题
1.波具有时间和空间的周期性,传播具有双向性,所以关于波的问题更容易出现多解.造成多解的主要因素有:
(1)时间间隔Δt与周期T的关系不明确;
(2)波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确;
(3)波的传播方向不确定.
2.在解决波的问题时,对题设条件模糊,没有明确说明的物理量,一定设法考虑其所有的可能性:
(1)质点达到最大位移处,则有正向和负向最大位移两种可能;(2)质点由平衡位置开始振动,则有起振方向相反的两种可能;(3)只告诉波速不指明波的传播方向,应考虑沿两个方向传播的可能;(4)只给出两时刻的波形,则有多次重复出现的可能.
【例3】 一列横波在x轴上传播,t1=0和t2=0.005 s时的波形如图2中的实线和虚线所示.
图2
(1)设周期大于(t2-t1),求波速;
(2)设周期小于(t2-t1),并且波速为6 000 m/s.求波的传播方向.
解析 当波传播时间小于周期时,波沿传播方向前进的距离小于一个波长;当波传播的时间大于周期时,波沿传播方向前进的距离大于波长.这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离.
(1)因Δt=t2-t1<T,所以波传播的距离可以直接由图读出.
若波向右传播,则在0.005 s内传播了2 m,故波速为v==400 m/s.
若波向左传播,则在0.005 s内传播了6 m,故波速为v==1 200 m/s.
(2)因Δt=t2-t1>T,所以波传播的距离大于一个波长,在0.005 s内传播的距离为Δx=vΔt=6 000×0.005 m=30 m,==3,即Δx=3λ+λ.
因此,可得波的传播方向沿x轴负方向.