Question

【題目】對(duì)波動(dòng)圖象和和振動(dòng)圖象認(rèn)識(shí)是本階段高考中的重要考點(diǎn)，能從圖象中讀出波長(zhǎng)、振動(dòng)的方向以及周期和頻率等有關(guān)描述波動(dòng)的物理量是關(guān)鍵。請(qǐng)結(jié)合本題回答以下問(wèn)題：

圖（a）為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x＝1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x＝4.0m處的質(zhì)點(diǎn)；圖（b）為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，求：

（1）請(qǐng)分別描述圖（a）和圖（b）的所描述物理意義

（2）該波的振幅，頻率，波長(zhǎng)和周期。

（3）該波的波速和傳播方向。

（4）在t＝0.10s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向。

(5)寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)Q做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(不要求推導(dǎo)過(guò)程)。

Answer 1

【答案】（1）圖（a）所描述的物理意義：t＝0.10s時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移的集合，圖（b）所描述的物理意義：質(zhì)點(diǎn)Q偏離平衡位置的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系；

（2）該波的振幅10cm，頻率5Hz，波長(zhǎng)8m和周期0.2s；

（3）該波的波速40m/s和傳播方向沿x軸負(fù)方向。

（4）在t＝0.10s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向沿y軸正方向振動(dòng)；

（5）質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為

【解析】

（1）圖（a）所描述的物理意義：t＝0.10s時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移的集合，圖（b）所描述的物理意義：質(zhì)點(diǎn)Q偏離平衡位置的位移隨時(shí)間的變化關(guān)系。

（2）圖象直接知道振幅10cm，周期，，頻率5Hz，波長(zhǎng)8m，周期0.2s。

（3）波速，由振動(dòng)圖象知0.1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q向下振動(dòng)，由“上下坡”法知傳播方向沿x軸負(fù)方向。

（4）由上題知波的傳播方向沿x軸負(fù)方向，由“上下坡”法知在時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動(dòng)。

（5）質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為。