问题 选择题

如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a,b两点,相距14.0m,b点在a点的右方,当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a点的位移达到正最大时,b点的位移恰为零且向下运动。经过1.00s后a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰达到负最大,则这简谐波的波速可能等于

A.4.67m/s

B.6m/s

C.10m/s

D.4m/s

答案

AC

【错解分析】错解:由对题目的分析可以知道,a,b之间间隔,所以

=14.0m   

=1.00s    T=4.00s

由波速公式代入数据解得

v=4.67m/s选择A。

但此题可能多选,考虑到a,b之间满足条件的情况还可以为……而第一状态与第二状态之间间隔时间为或1

即当 =14.0m,

而1=1.00s,

则波速

解得:v=10m/s 选择C

=14.0m,

而2=1.00s,

则波速

解得:v=11.5m/s显然不符合题目中的选项,且通过分析可知v=14m/s也是不对的,所以正确答案为A,C。

以上答案并没有错,但分析问题的过程出现了明显的错误,即把a,b之间存在……与两种状态之间的时间间隔,1,2……着两个没有必然联系的事件用意一一对应的关系联系起来,认为当a,b之间为时,必有间隔,而a,b之间为1时,必有间隔时间为1……结果导致在计算过程中,漏了不少结论。而此题做为选择题,学生能用错误的思维方式得出符合答案的结果,纯属偶然。

【正解】依题意,a,b之间为……+,或者为(n=0,1,2,3……)。而两个时刻之间的时间间隔为,1,2……+NT

(N=0,1,2,3……)

波长λ有一系列数据,周期T也有一系列数据,从波的概念出发,两者并无一一对应,因而波速应为

其解为当n=0,N=0,1,2……

n=1,N=0,1,2……

n=2,N=0,1,2……

我们可以通过列表来看一看波速的各种可能值:

Nn
0123
04.6721.270.933 
123.3106.364.67 
2421811.58.4 
360.72616.612.1 
从表中可以看出,4.67m/s及10m/s即为正确答案。所以正确答案应选A,C。

【点评】这是1996年一道高考题,当年不少考生考试时也选对了答案,但这些考生思考问题时有着明显的片面性,只从n=N的情况去考虑问题,当n=N=0时,4.67m/s,当n=N=1时,v=10m/s,当n=N=2时v=11.5m/s……,把长度的周期性与时间的周期性混为一谈。若此题的四个选项中变化一个为v=2m/s(即n=1,N=0时),上述思维片面的考生可能就会漏选,因此,一定要对题目进行全面周到的分析。

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