问题 问答题

如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象.此时质点P的运动方向沿y轴负方向,且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处.问:

(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何?

(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是多少?

(3)当t=1.25s时,质点Q相对于平衡位置的位移s的大小是多少?

答案

(1)由题,此时质点P的运动方向沿y轴负方向,则波沿x轴负方向传播.波长λ=0.4m.

根据t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处,则有2

3
4
T=t,代入解得

    T=0.2s

波速v=

λ
T
=2m/s

(2)t=1.2s=6T,

质点Q运动的路程L=6×4A=120cm=1.2m

(3)Q点的振动方程为y=Asin(ωt+θ)

由图,t=0,y=2.5cm,A=5cm,得到θ=

π
6
,ω=
T
=10πrad/s,则有y=5sin(10t+
π
6
)cm.所以,

当t=1.25s时,y=5sin(10t+

π
6
)=5sin(10×1.25+
π
6
)cm=
5
2
3
cm.

答:

(1)该简谐横波的波速v的大小是2m/s,方向沿y轴负方向.

(2)从t=0至t=1.2s,质点Q运动的路程L是1.2m.

(3)当t=1.25s时,质点Q相对于平衡位置的位移s的大小是

5
2
3
cm.

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