题目
一横波的波动方程是y=0.02sin2π(100t−0.4x)(SI),则振幅是 ,波长是 ,频率是 ,波的传播速度是 .
一横波的波动方程是y=0.02sin2π(100t−0.4x)(SI),则振幅是 ,波长是 ,频率是 ,波的传播速度是 .
题目解答
答案
0.02m;2.5m;100Hz;250m/s
解析
本题考查横波波动方程中各物理量的提取与计算。解题核心在于将题目给出的波动方程与标准形式对比,明确各参数的物理意义:
- 振幅直接对应方程前的系数;
- 波长通过波数$k$计算,$k = \frac{2\pi}{\lambda}$;
- 频率通过角频率$\omega$计算,$\omega = 2\pi f$;
- 波速由公式$v = \lambda f$或$v = \frac{\omega}{k}$得出。
将题目方程$y = 0.02\sin[2\pi(100t - 0.4x)]$与标准形式$y = A\sin(\omega t - kx + \phi)$对比:
-
振幅:
方程前系数$0.02$即为振幅,单位为米。 -
波长:
由$k = 2\pi \cdot 0.4$,得$\lambda = \frac{2\pi}{k} = \frac{2\pi}{2\pi \cdot 0.4} = \frac{1}{0.4} = 2.5 \, \text{m}$。 -
频率:
由$\omega = 2\pi \cdot 100$,得$f = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{2\pi \cdot 100}{2\pi} = 100 \, \text{Hz}$。 -
波速:
由$v = \lambda f$,代入$\lambda = 2.5 \, \text{m}$和$f = 100 \, \text{Hz}$,得$v = 2.5 \cdot 100 = 250 \, \text{m/s}$。