Question

【题目】对波动图象和和振动图象认识是本阶段高考中的重要考点，能从图象中读出波长、振动的方向以及周期和频率等有关描述波动的物理量是关键。请结合本题回答以下问题：

图（a）为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图象，求：

（1）请分别描述图（a）和图（b）的所描述物理意义

（2）该波的振幅，频率，波长和周期。

（3）该波的波速和传播方向。

（4）在t＝0.10s时刻质点P的振动方向。

(5)写出质点Q做简谐运动的表达式(不要求推导过程)。

Answer 1

【答案】（1）图（a）所描述的物理意义：t＝0.10s时刻所有质点偏离平衡位置的位移的集合，图（b）所描述的物理意义：质点Q偏离平衡位置的位移随时间的变化关系；

（2）该波的振幅10cm，频率5Hz，波长8m和周期0.2s；

（3）该波的波速40m/s和传播方向沿x轴负方向。

（4）在t＝0.10s时刻质点P的振动方向沿y轴正方向振动；

（5）质点Q简谐运动的表达式为

【解析】

（1）图（a）所描述的物理意义：t＝0.10s时刻所有质点偏离平衡位置的位移的集合，图（b）所描述的物理意义：质点Q偏离平衡位置的位移随时间的变化关系。

（2）图象直接知道振幅10cm，周期，，频率5Hz，波长8m，周期0.2s。

（3）波速，由振动图象知0.1s时质点Q向下振动，由“上下坡”法知传播方向沿x轴负方向。

（4）由上题知波的传播方向沿x轴负方向，由“上下坡”法知在时刻质点P沿y轴正方向振动。

（5）质点Q简谐运动的表达式为。