Question

5．一列横波的波源在图中的坐标原点O处，经过0.4s，振动从O点向右传播20cm，P点离O点的距离是80cm．求：
（1）P点起振时的速度方向．
（2）该波的波长和波速．
（3）从图中所示时刻开始，再经多长时间质点P第一次到达波峰？

Answer 1

分析 （1）振动从O点向右传播，图示时刻x=20cm处质点的振动方向沿y轴负方向，则P点起振时的速度方向沿y轴负方向；
（2）波源在坐标原点O处，经过0.4s，振动从O点向右传播20cm，波在同一介质中是匀速传播的，根据v=$\frac{s}{t}$ 求出波速．
（3）当图示x=5cm处的振动状态传到P点时，质点P第一次到达波峰．由距离与波速，即可求出质点P第一次到达波峰所经过的时间．

解答 解：（1）振动从O点向右传播，x=20cm处质点的振动方向沿y轴负方向，则P点起振时的速度方向也沿y轴负方向，故为向下．
（2）由题：该波的波长20cm；
经过0.4s，振动从O点向右传播20cm，得到波速v=$\frac{s}{t}$=$\frac{20cm}{0.4s}$=50cm/s=0.5m/s．
（3）x=5cm处的波峰传到P点时，质点P第一次到达波峰，此过程波传播的距离x=75cm=0.75m，则质点P第一次到达波峰所经过的时间t=$\frac{x}{v}$=$\frac{0.75}{0.5}$s=1.5s．
答：
（1）P点起振时的速度方向沿y轴负方向．
（2）波长为20cm，波的传播速度为0.5m/s．
（3）从图中所示时刻开始，再经1.5s时间质点P第一次到达波峰．

点评 本题要抓住波的基本特点：介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同，要熟练应用波形的平移法处理波动问题．