Question

5．一列橫波的波源在圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)O處，經(jīng)過0.4s，振動(dòng)從O點(diǎn)向右傳播20cm，P點(diǎn)離O點(diǎn)的距離是80cm．求：
（1）P點(diǎn)起振時(shí)的速度方向．
（2）該波的波長(zhǎng)和波速．
（3）從圖中所示時(shí)刻開始，再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰？

Answer 1

分析 （1）振動(dòng)從O點(diǎn)向右傳播，圖示時(shí)刻x=20cm處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，則P點(diǎn)起振時(shí)的速度方向沿y軸負(fù)方向；
（2）波源在坐標(biāo)原點(diǎn)O處，經(jīng)過0.4s，振動(dòng)從O點(diǎn)向右傳播20cm，波在同一介質(zhì)中是勻速傳播的，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$ 求出波速．
（3）當(dāng)圖示x=5cm處的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰．由距離與波速，即可求出質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰所經(jīng)過的時(shí)間．

解答 解：（1）振動(dòng)從O點(diǎn)向右傳播，x=20cm處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，則P點(diǎn)起振時(shí)的速度方向也沿y軸負(fù)方向，故為向下．
（2）由題：該波的波長(zhǎng)20cm；
經(jīng)過0.4s，振動(dòng)從O點(diǎn)向右傳播20cm，得到波速v=$\frac{s}{t}$=$\frac{20cm}{0.4s}$=50cm/s=0.5m/s．
（3）x=5cm處的波峰傳到P點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰，此過程波傳播的距離x=75cm=0.75m，則質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰所經(jīng)過的時(shí)間t=$\frac{x}{v}$=$\frac{0.75}{0.5}$s=1.5s．
答：
（1）P點(diǎn)起振時(shí)的速度方向沿y軸負(fù)方向．
（2）波長(zhǎng)為20cm，波的傳播速度為0.5m/s．
（3）從圖中所示時(shí)刻開始，再經(jīng)1.5s時(shí)間質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰．

點(diǎn)評(píng) 本題要抓住波的基本特點(diǎn)：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同，要熟練應(yīng)用波形的平移法處理波動(dòng)問題．