题目内容

8.简谐横波沿x轴传播,M、N是x轴上两质点,如图甲是质点N的振动图象.图乙中实线是t=3s时刻的波形图象,质点M位于x=8m处,虚线是再过△t时间后的波形图象.图中两波峰间距离△x=7.0m.求
①波速大小和方向;
②时间△t.

分析 ①根据图甲得到周期及振动方向,从而得到波的传播方向,再由图乙得到波长,即可求解波速;
②根据运动位移,由波速求得运动时间.

解答 解:①由图甲可知周期T=6s,且质点N在t=3s时刻向下振动;故由图乙可知,λ=8m,且波向左传播;
故波速大小$v=\frac{λ}{T}=\frac{4}{3}{m}/s$,方向沿x轴负向;
②由波向左传播可知,△t时间波的传播位移为$(n+\frac{7}{8})λ$;所以,时间$△t=nT+\frac{7}{8}T=(6n+\frac{21}{4})s$,n=1、2、3…
答:①波速大小为$\frac{4}{3}m/s$,方向:沿x轴负向;
②时间△t为$(6n+\frac{21}{4})s,n=1,2,3,…$.

点评 在求解机械振动的问题中,一般根据振动图象得到周期及质点的振动方向,进而根据波动图象得到传播方向和波长,然后求解波速;最后在根据距离和波速求得任一质点的振动状态.

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