如圖1-10-3所示,一根張緊的水平彈性長(zhǎng)繩上的a、b兩點(diǎn),相距14.0 m,b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方.當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此繩向右傳播時(shí),若a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí),b點(diǎn)的位移恰為零,且向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)1.00 s后,a點(diǎn)的位移為零,且向下運(yùn)動(dòng),而b點(diǎn)的位移恰好達(dá)到負(fù)極大.則這列簡(jiǎn)諧橫波的波速可能等于(    )

圖1-10-3

A.14.0 m/s           B.10.0 m/s            C.6.00 m/s          D.4.67 m/s

解析:當(dāng)a點(diǎn)位移正極大,b點(diǎn)在平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí),則沿水平繩a、b兩點(diǎn)間波形至少會(huì)有四分之三波長(zhǎng).設(shè)n為正整數(shù),則有λ+nλ=14.0 m,n=0,1,2……

當(dāng)經(jīng)過(guò)1.00 s,a點(diǎn)在平衡位置向下運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)在負(fù)的最大位移處,則這段時(shí)間至少含有四分之一周期.設(shè)m為正整數(shù),則有T+mT=1.00 s,m=0,1,2……

因此波速是v=

可見(jiàn)波速的確定由n、m共同決定,分析時(shí)可先令n=0時(shí),再討論m的所有取值;然后令n=1,再討論m的所有取值;如此下去.例如令n=0,則波速v=(4m+1);當(dāng)m=0時(shí),波速為m/s,即4.67 m/s;當(dāng)m=1時(shí),波速為23.3 m/s,超出選項(xiàng)范圍,不再討論.再令n=1,當(dāng)m=1時(shí),波速為10.00 m/s等等.

答案:BD

練習(xí)冊(cè)系列答案
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如圖1-10(a)所示,光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),間距為L(zhǎng).導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì),且接觸良好.在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.開(kāi)始時(shí),導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端,當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng),同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力,并很快達(dá)到恒定速度,此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi).

          

(a)                                      (b)

圖1-10

(1)求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2

(2)為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng),阻力最大不能超過(guò)多少?

(3)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大?

(4)若t=0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始水平向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)較短時(shí)間后,導(dǎo)體棒也做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其v-t關(guān)系如圖1-10(b)所示.已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒的瞬時(shí)速度大小為vt,求導(dǎo)體棒做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小.

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如圖1-4-3所示,重物的質(zhì)量為1 kg,動(dòng)滑輪質(zhì)量及摩擦不計(jì),豎直向上拉動(dòng)細(xì)繩,使重物從靜止開(kāi)始以5 m/s2的加速度上升,則拉力F在1 s內(nèi)對(duì)物體做的功為多大?拉力F在1 s末的瞬時(shí)功率是多大?(g取10 m/s2

1-4-3

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圖1-2-3

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(2)力F的沖量大。

(3)物體動(dòng)量變化量.

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