2.简谐波(正弦波)
(1)概念:波的图像是正弦曲线的波,如图1所示.
图1
(2)质点的运动:各质点都做简谐运动.
3.物理意义
描述的是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况.
4.由图像可获取的信息
(1)该时刻各质点的位移.
(2)介质中各质点的振幅.
例1 如图2所示是一列沿x轴正方向传播的横波某时刻的波形图,则:
图2
(1)波形图上a、b、c三点的加速度哪个最大?加速度的大小与波的传播方向是否有关?
(2)a、b、c三个质点下一时刻做什么运动?
答案 (1)b点 无关 (2)a点向下做加速运动,b点向上做加速运动 c点向上做减速运动
解析 (1)a、b、c三个质点都做简谐运动,在质量一定的情况下,加速度的大小与位移成正比,方向与位移方向相反,故知b点的加速度最大.质点加速度的大小与波的传播方向无关.
(2)此时刻b质点速度为零,下一时刻一定向平衡位置做加速运动;因波沿x轴正方向传播,则下一时刻a质点向下运动,c质点向上运动,而a质点的加速度沿y轴负方向,故a质点做加速运动;c质点在平衡位置,速度最大,下一刻将做减速运动.
针对训练 (多选)如图3所示,画出了一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图,由图像可知( )
图3
A.质点b此时位移为零
B.质点b此时向-y方向运动
C.质点d的振幅是2cm