两列横波在x轴上沿相反方向传播,如图所示,传播速度v=6m/s,两列波的频率都是f=30Hz,在t=0时,这两列波分别从左和右刚刚传到S1和S2处,使S1和S2都开始向上做简谐振动,S1的振幅为2cm,S2的振幅为1cm,已知质点A与S1、S2的距离分别是S1A=4.15m,S2A=2.95m,求:(1)当两列波在A点相遇后,A点振动的振幅为多大?(2)从t=0开始到A点第一次出现最大的负向位移时的时间?

问题描述:

两列横波在x轴上沿相反方向传播,如图所示,传播速度v=6m/s,两列波的频率都是f=30Hz,在t=0时,这两列波分别从左和右刚刚传到S1和S2处,使S1和S2都开始向上做简谐振动,S1的振幅为2cm,S2的振幅为1cm,已知质点A与S1、S2的距离分别是S1A=4.15m,S2A=2.95m,求:

(1)当两列波在A点相遇后,A点振动的振幅为多大?
(2)从t=0开始到A点第一次出现最大的负向位移时的时间?

(1)由v=λf得:λ=

v
f
=
6
30
m=0.2m
因S1A-S2A=4.15m-2.95m=1.2m=6λ
则当两列波在A点相遇后,A点振动加强,振幅为 A=A1+A2=2cm+1cm=3cm
(2)两列波的周期 T=
1
f
=
1
30
s
波从S2传到A的时间为 t1=
S2A
v
=
2.95
6
s
波刚传到A时A点向上振动,再经过t2=
3
4
T=
3
4
×
1
30
s=
1
40
s第一次出现最大的负向位移,故从t=0开始到A点第一次出现最大的负向位移时的时间为 t=t1+t2=
2.95
6
+
1
40
≈0.52s
答:
(1)当两列波在A点相遇后,A点振动的振幅为3cm.
(2)从t=0开始到A点第一次出现最大的负向位移时的时间为0.52s.
答案解析:(1)由波速公式v=λf求出波长.根据A到S1、S2的距离之差与波长的关系,分析A点的振动是加强还是减弱,即可确定其振幅.
(2)由频率求出周期.根据公式v=
x
t
求出波从S2传到A的时间,波刚传到A时A点向上振动,再经过
3
4
T第一次出现最大的负向位移,求出时间,即可得到总时间.
考试点:横波的图象;波长、频率和波速的关系.
知识点:解决本题的关键要掌握波的叠加原理,知道路程差是波长整数倍的点振动加强,能通过分析质点A振动形成过程分析A点第一次出现最大的负向位移时的时间.