Question

一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示，已知波速v=2m/s，試回答下列問(wèn)題：
（1）求x=2.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～4.5s內(nèi)通過(guò)的路程及t=4.5s時(shí)的位移；
（2）寫出x=2.0m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式．

Answer 1

分析：（1）通過(guò)圖象得出波長(zhǎng)、振幅，根據(jù)波速和波長(zhǎng)求出周期，利用一個(gè)周期的路程為4A和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況求位移．
（2）利用波形平移判斷x=2.0m質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況，再利用波傳播的特點(diǎn)寫出其振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式．

解答：解：（1）據(jù)圖象知：波長(zhǎng)λ=2m，A=5cm
由波速公式得：T=

λ

v

=

2

2

s=1s
所以4.5s=4T+

T

2

即4.5s內(nèi)路程：S=16A+2A=90cm
在t=4.5s 4T+

T

2

的位移：y=-5cm
（2）由上知振幅A=5cm，T=1s
所以ω=

2π

T

=2πrad/s
據(jù)波的傳播方向和波形平移可知，x=2.0m處質(zhì)點(diǎn)將從平衡位置向下振動(dòng)
所以y=-5sin2πt（cm）
答：（1）求x=2.5m處質(zhì)點(diǎn)在0～4.5s內(nèi)通過(guò)的路程為90cm及t=4.5s時(shí)的位移為-5cm；
（2）寫出x=2.0m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=-5sin2πt（cm）．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道波速、波長(zhǎng)、周期以及圓頻率的關(guān)系，知道波的周期性，以及知道質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)的路程等于4倍的振幅．