Question

如圖甲所示為一簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)圖象，t=0時(shí)，波傳播到距波源0.8m的M點(diǎn)，N點(diǎn)是距振源2.0m的一質(zhì)點(diǎn)．M點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖乙所示，求：
（1）簡(jiǎn)諧波的傳播速度；
（2）寫(xiě)出M點(diǎn)的振動(dòng)方程；
（3）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間N點(diǎn)通過(guò)的路程為0.26m，此時(shí)N點(diǎn)的位移為多少？

Answer 1

分析：由波動(dòng)圖象讀出波長(zhǎng)，由振動(dòng)圖象讀出周期，可求出波速．由振動(dòng)圖象上t=0時(shí)刻讀出質(zhì)點(diǎn)的速度方向，即可判斷出波的傳播方向，從而確定M點(diǎn)的振動(dòng)方程．根據(jù)路程與位移的關(guān)系，結(jié)合周期，即可求解，并由圖象可知N質(zhì)點(diǎn)的位移．

解答：解：（1）由甲圖知：波長(zhǎng)λ=0.8m，由乙圖知：周期T=0.4s，則波速v=

λ

T

=

0.8

0.4

m/s=2m/s．
（2）t=0時(shí)，波傳播到距波源0.8m的M點(diǎn)，而從乙圖可知，M的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)向下振動(dòng)，由波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系知：波沿x軸正向傳播．
根據(jù)ω

2π

T

=5πrad/s；M點(diǎn)的振幅為2cm，因此M點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=-2sin5πt（cm）；
（3）M質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)的路程為S=4A=4×2cm=0.08m；
若N點(diǎn)通過(guò)的路程為0.26m，則完成的周期數(shù)為

0.26

0.08

=3

1

4

，
即所需要的時(shí)間為t₁=3

1

4

×0.4s=1.3s；
而波傳播到N點(diǎn)的時(shí)間為t₂=

2-0.8

2

s=0.6s；
因此總時(shí)間為t=t₁+t₂=1.3s+0.6s=1.9s；
所以經(jīng)過(guò)1.9s時(shí)間N點(diǎn)通過(guò)的路程為0.26m，
波剛傳播到N點(diǎn)時(shí)，N質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，經(jīng)過(guò)3

1

4

個(gè)周期，N質(zhì)點(diǎn)處于波谷處，則位移為-2cm．
答：（1）簡(jiǎn)諧波的傳播速度2m/s；
（2）寫(xiě)出M點(diǎn)的振動(dòng)方程y=-2sin5πt（cm）；
（3）經(jīng)過(guò)1.9s時(shí)間N點(diǎn)通過(guò)的路程為0.26m，此時(shí)N點(diǎn)的位移為-2cm．

點(diǎn)評(píng)：本題知道波動(dòng)圖象和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，要把握兩種圖象之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行分析．