一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图所示.已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5 m.试求从图示时刻

题文

一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图所示.已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5 m.试求从图示时刻


开始在哪些时刻质点P会出现在波峰？

题型：未知 难度：其他题型

答案

t=kT+

解析

P质点振动方程为

          
由题意知此时刻P向下振动，  t=0时，

=-

 
所以P向下振动到平衡位置（令上述振动方程中y =0）所用时为

 
第一次到达波峰需时为

                   
考虑到周期性，图示位置开始在t=kT+

（式中

）时刻，质点P会出现在波峰位置            
另解：波的传播速度为v=

      
由题意知此时刻P向下振动，所以P向下振动到平衡位置所需时间等于波沿x轴方向传播0.5 m的时间 t₁=

    
第一次到达波峰的的时刻为t₂=

+ t₁                        
所以质点P会出现在波峰位置的时刻是t=kT + t₂  （

 ）    
即：t=

 （

 ）  

考点

据考高分专家说，试题“一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻.....”主要考查你对 [简谐运动的图像 ]考点的理解。

简谐运动的图像

简谐运动的图像：

1、意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹。
2、特点：简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线。
3、应用：可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

简谐运动图像问题的解法：

简谐运动图像能够反映简谐运动的运动规律，因此将简谐运动图像跟具体的运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。
①从简谐运动图像可以直接读出不同时刻t的位移值，从而知道位移x随时间￡的变化情况。
②在简谐运动图像中，用作曲线上某点切线的办法可确定各时刻质点的速度大小和方向。当切线与x 轴正方向的夹角小于90^。时，速度方向与选定的正方向相同，且夹角越大表明此时速度越大；当切线与x轴正方向的夹角大于90^。时，速度方向与选定的正方向相反，且夹角越大表明此时速度越小。也可以根据位移情况来判断速度的大小。因为质点离平衡位置越近，质点速度越大，而最大位移处，质点速度为零。根据位移变化趋势判定速度方向，若正位移增大，速度为正方向，若正位移减小，速度为负方向；反之，若负位移增大，速度为负方向，若负位移减小，速度为正方向。
③由于，故可以根据图像上各个时刻的 位移变化情况确定质点加速度的变化情况。同样，只要知道了位移和速度的变化情况，也就不难判断出质点在不同时刻的动能和势能的变化情况。