高中物理 挖掘波速隐含条件巧解一类波动问题教学参考素材

1、挖掘波速隐含条件，巧解一类波动问题波速是振动形式在介质中的传播速度，波速由介质性质决定，与波的频率，质点的振幅无关。在同一介质中波速大小保持不变。波长波速频率之间满足关系式：vf其中v、f三个量相互关联，从公式上看，似乎任意一个量改变都会影响其他两个量，不少初学者已产生这样的认识，其实不然，那么它们都是受谁决定的呢？周期和频率，只取决于波源，而与v、无直接关系。速度v决定与介质的物理性质，它与f、无直接关系。只要介质不变，v就不变，而不决定于f、。反之如果介质改变，v也一定改变。波长则决定于v和f，只要v，f其中一个发生变化，其值必然发生变化，而保持vf的关系。在许多题目中，都告诉了两列波是在

2、同一介质中传播，这就意味着这两列波的波速相同，挖掘出了这个隐含条件问题也就迎刃而解了。例1 波长为60m和波长为17m的两列声波在空气中传播时，下列叙述中正确的是（）A波长60m的声波比波长17m的声波传播速度小B波长60m的声波比波长17m的声波频率小C波长60m的声波比波长17m的声波易发生衍射D波长60m的声波不能被反射解析：题目中隐含了一个条件就是两列波的波速相同，熟悉在同一介质中波速相同，就很容易挖掘出这一隐含条件。再根据公式vf变形得fv/即可判断波长60m的声波比波长17m 的声波频率小B正确。波长长的波容易发生衍射故C正确。此题正确答案为BC例2 如图所示A、B、C是水波通过一

3、个相同的孔传播的照片，则由照片可知（）情况中水波的波长最长；（）情况中水波的波长最短；（）情况中水波的频率最大；（）情况中水波的频率最小。解析：在相同的孔下，A波衍射最明显，B波次之，C波衍射最不明显，根据波长越长衍射越明显的结论可知A波波长最长，B波次之，C波波长最短。如何判断频率的大小呢？这里有一个隐含条件即，三个波的波速相同，因为他们处于同一介质中。根据vf变形可得fv/由此式可知波长越大频率越小，故A波频率最小，B波次之，C波频率最大。例3 如图所示，甲乙两列简谐横波（图中各画了一个波长）在同一条绳上传播某时刻的图形，则下列说法正确的是（ ）A这两列波不可能发生干涉现象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V2一样大 解析：由于甲乙两列波在同一条绳上传播，所以甲乙两列波的波速相等。这是一个隐含条件，挖掘出了这个隐含条件题目就好解了。从波动图象中可以看到甲乙，根据fv/，可以得到f甲f乙，所以这两列波是相干波，可以发生干涉，所以这道题答案是AD。例4 如图所示甲为水波演示槽，可演示两列水波叠加的情形。S1、S2为两个波源，能连续不断的上下振动产生水波，P为水面上的一点，PS1PS2。乙丙两图分别为S1、S2波源的振动图像，则（）A水面上不能形成干涉图样B由于水波波速未知，不能判断P点属振动加强点或减弱点CP点属振动加强

5、点DP点振动振幅为1cm解析：此题解题的关键也是抓住甲乙两列波在同一介质中传播，因此甲乙的波速相同。即V甲V乙，又从乙丙两图中可以看出两列波的波长相等，即甲乙，因此 根据fv/可得f甲f乙。所以两列波是相干波，可以产生干涉图样。P点到S1S2距离相等，故P点是加强点。P点振幅是3cm，此题答案是C例5 一个波源在绳的左端发出半个波，频率为f1，振幅为A1；同时另一个波在绳的右端发出半个波，频率为f2，则（ ） A.两列波同时到达波源中点B.两列波相遇时，P点振幅可达A1+A2C.两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播D.两列波相遇时，绳上的波峰可达A1+A2的点只有一个，此点在P点左侧解析：因为两列波在同一根绳上传播，所以首先要挖掘出两列波波速相等这一条件。又因为P点在两波源中点，故两列波同时到达P点，A选项正确。从图中可以看出12，故当波波峰到达P点时波波峰还未到达P点，故两列波相遇时P点振幅小于A1+A2，B选项错误。两列波相遇时，各自仍保持原来的波形独立传播，这是波的独立传播原理，C选项正确。由于当波波峰到达P点时波波峰还未到达P点，故波将继续向左传播，它将在P点左侧与波相遇，所以两列波相遇时，绳上波峰可达A1+A2的点只有一点，此点在P点左侧，D选项正确。所以本题正确答案为