Question

14．图示为一列简谐横波在某时刻的波形图，质点a、b、c、d、e、f、g、h、i所处的位置如图所示，试根据波形图回答下列问题：
（1）该时刻加速度最大的质点有哪几个？
（2）该时刻速度最大的质点有哪几个？
（3）该时刻与质点b振动方向相同的质点有哪些？与质点b振动方向相反的质点有哪些？

Answer 1

分析 根据波是波形图判断出波的传播方向上各点离开平衡位置的位移的大小与方向，结合位置判断出速度：F=-$\frac{kx}{m}$判定回复力的方向与大小，结合F=ma得出加速度；根据波的传播方向判断出质点b的振动方向．

解答 解：（1）由波的波形图可知，c与g点的位移最大，根据F=-$\frac{kx}{m}$和 F=ma可知，c与g点的加速度的大小最大；
（2）在该时刻a、e、i三点的位移是0，处于平衡位置，速度最大．
（3）若该波向右传播，则b向下运动，同理可知，向下运动的质点还有：a、h、和i；向上运动的质点有d、e、f．所以与质点b振动方向相同的质点有a、h、和i；与质点b振动方向相反的质点有d、e、f．
答：（1）该时刻加速度最大的质点有c和g；
（2）该时刻速度最大的质点有a、e、i三点；
（3）该时刻与质点b振动方向相同的质点有a、h、和i；与质点b振动方向相反的质点有d、e、f．

点评 根据波动图象，由波的传播方向分析质点的速度、加速度、回复力等物理量的变化时，可抓住这些量与位移的关系进行分析．