题目内容

(2001?江西)如图所示,在平面xy内有一沿水平轴x正向传播的简谐横波,波速为3.0m/s,频率为2.5HZ,振幅为8.0×10-2m.已知t=0时刻P质点的位移为y=4.0×10-2m,速度沿y轴正向.Q点在P点右方处,对于Q点的质元来说(  )
分析:由v=
λ
T
可求得该波的波长,可得出PQ之间的距离与波长的关系,则可判断Q点的位移及振动方向.
解答:解:由v=
λ
T
可知,波长λ=
v
f
=
3.0
2.5
m=1.2m,PQ间的距离为
3
4
λ,由y=Asinωt及图可知:
yP=
1
2
A,则有2π
x
λ
=
5
6
π,解得xP=
5
12
λ;
PQ=9×10-1m=
3
4
λ,则OQ=
12
+
3
4
λ=
7
6
λ;
故yQ=Asin(2π
x
λ
)=
3
2
A,由图可知,Q点速度沿y轴负方向,故A错误,B正确;
再过0.1s,可利用平移法得出此时Q的位移为=-4.0×10-2m,方向沿y轴的负方向,故C正确,D错误;
故选BC.
 
点评:在数学上函数y=sinx,横坐标x表示角度大小,在简谐波函数中,横坐标表示传播方向上质点的位置,
x
λ
表示位置与波长的倍数关系,那么可用
2πx
λ
表示角度,因此可用y=Asin
2πx
λ
表示简谐波函数.尽管书中没有此式,但学生运用已有知识可以导出,并没有超出大纲.
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