源方位,便可画出多种情况下的波形图.
(2014·全国卷Ⅱ)图21(a)为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图(b)为质点Q的振动图像.下列说法正确的是( )
(a) (b)
图21
A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动
B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 m
D.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10 sin 10πt(国际单位制)
【解析】 由yt图像可知,t=0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动,选项A错误;由yt图像可知,波的振动周期T=0.2 s,由yx图像可知λ=8 m,故波速v==+40 m/s,根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播,则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离Δx=vΔt=6 m,选项C正确;其波形图如图所示,此时质点P的位移沿y轴负方向,而回复力、加速度方向沿y轴正方向,选项B正确;Δt=0.15 s=T,质点P在其中的T内路程为20 cm,在剩下的T内包含了质点P通过最大位移的位置,故其路程小于10 cm,因此在Δt=0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm,选项D错误;由yt图像可知质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10sin t(m)=0.10sin 10πt(m),选项E正确.