Question

如图所示为一列简谐横波t=0.1s时刻的波动图象，已知波沿x轴正方向传播，波速大小为0.4m/s．则（ ）

A．此时刻，质点a、b所受的回复力大小之比为2：1
B．质点a比质点c要先回到平衡位置
C．在标明的三个质点中，质点c的振幅最大
D．在0.72s时刻，质点c的振动方向向下

Answer 1

【答案】分析：简谐横波传播过程中介质中各质点都做简谐运动，振幅都相同，根据简谐运动的特征：F=-kx分析回复力之比．根据波的传播方向确定出质点的振动方向，判断a、c两点回到平衡位置的先后．由图读出波长，求出周期，根据时间与周期的关系分析在0.72s时刻，质点c的振动方向．
解答：解：
A、此时刻，质点a、b的位移大小之比为x_a：x_b=10cm：5cm=2：1，根据简谐运动的特征F=-kx得知，回复力的大小与质点位移大小成正比，则有质点a、b所受的回复力大小之比为2：1．故A正确．
B、波沿x轴正方向传播，图示时刻a质点向上振动，而c点直接向下运动，则质点a比质点c要后回到平衡位置．故B错误．
C、三个质点的振幅相同．故C错误．
D、由图读出波长λ=8cm，则周期T===0.2s，t=0.72s=36T．在t=0时刻质点c位于波谷，则在0.72s时刻，质点c仍在波谷，速度为零．故D错误．
故选A
点评：本题要抓住简谐运动的基本特征：F=-kx和特点进行分析．简谐波传播过程中介质中各质点振幅、周期和频率都相同，等于波源的振幅、周期和频率．