一质点作简谐运动的位移

题文

（1）一质点作简谐运动的位移-时间图象如图一所示，则位移随时间变化的关系式为______．（2）一列横波在某一时刻的波形如图二所示，已知此时刻P质点的振动方向为y轴正向，则波的传播方向是______（填“x轴正向”或“x轴负向”），若波速为24m/s，在传播过程中，从该时刻起，质点P在1s内，经过的路程为______．（3）以下关于波的几种说法中正确的是______．A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B．两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，质点P的位移始终最大C．水波从深水区传到浅水区后传播方向朝法线偏折，说明浅水区水波传播速度较大D．“彩超”利用反射波的频率变化，测出血流的速度，这是利用了多普勒效应．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）由图知，周期T=4s，则圆频率ω=2πT，振幅A=0.02m，则位移随时间变化的关系式为x=Acosωt=0.02cos2π4t（m）=0.02cosπ2tm（2）此时刻P质点的振动方向为y轴正向，波形向左平移，则波的传播方向是x轴负向．由图知，波长λ=12m，则周期为 T=λv=1224s=0.5s所给时间t=1s=2T，而质点做简谐运动时，一个周期内通过的路程是4A，则在1s内质点P通过的路程是S=2A=2×2cm=4cm．（3）A、只有当波长大于障碍物的尺寸或与障碍物差不多时，才能发生明显的衍射现象．故A错误．B、两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，质点P的振动加强，振幅增大，但P点仍振动，位移仍在周期性变化，故B错误．C、水波从深水区传到浅水区后传播方向朝法线偏折，浅水区水波传播速度较小．故C错误．D、当观察者与波源的距离发生变化时，观察者接收到的波的频率发生改变现象叫多普勒效应，“彩超”利用反射波的频率变化，测出血流的速度，就利用了多普勒效应．故D正确．故选D故答案为：（1）x=0.02cos(π2t)m．（2）x轴负向，4cm   （3）D

解析

2πT

考点

据考高分专家说，试题“（1）一质点作简谐运动的位移-时间图象如.....”主要考查你对 [波长、频率和波速 ]考点的理解。

波长、频率和波速

波长：1.定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长，通常用λ表示另一种定义方式：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长2.意义：波长反映了波在空间的周期性平衡位置相距的质点振动相同，平衡位置相距的质点振动相反(其中n=0，l，2…) 3.备注：①注意定义中两个要素：“总是”，“相邻” ②在横波中两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长。在纵波中两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长。③在一个周期内机械波传播的距离等于一个波长 周期与频率：1.概念：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做波的周期或频率 2.关系：频率与周期的关系: 3.备注：①波源振动一个周期，被波源带动的质点刚好完成一个全振动，波在介质中传播一个波长②波的频率等于单位时间内波形成完整波的个数；等于单位时间内通过介质中某点完整波形的个数；等于介质内已开始振动的任一质点在单位时间内完成全振动的次数；等于单位时间内沿波传播方向上传播距离与波长的比值，即传播距离内包含完整波形的个数③每经历一个周期，波形图重复一次

波速：

1.定义：单位时间内振动向外传播的距离2.定义式：3.意义：波速是指振动在介质中传播的快慢程度4.备注：波速与质点振动速度不同，且与其无关 三者关系：1.定量关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以 2.决定因素：(1)周期T和频率f取决于波源，与v、λ无关，与介质无关。波从一种介质进人另一种介质时，周期和频率是不变的。 (2)波速v由介质本身性质决定，与f,λ无关。 (3)波长λ决定于v和f(或T)，只要v和f其中一个改变，λ就改变

质点振动方向与波的传播方向的互判方法:

已知质点的振动方向可判断波的传播方向；相反，已知波的传播方向可判断质点的振动方向。 1．上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简称“上坡下，下坡上”。如图所示。逆着波的传播方向看，“上坡”的点向上振动，“下坡’’的点向下振动。 2．同侧法在波的图像上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿x轴方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。如图所示。 的质点振动相同，平衡位置相距的质点振动相反(其中n=0，l，2…) 3.备注：①注意定义中两个要素：“总是”，“相邻” ②在横波中两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长。在纵波中两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长。③在一个周期内机械波传播的距离等于一个波长 周期与频率：1.概念：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做波的周期或频率 2.关系：频率与周期的关系: 3.备注：①波源振动一个周期，被波源带动的质点刚好完成一个全振动，波在介质中传播一个波长②波的频率等于单位时间内波形成完整波的个数；等于单位时间内通过介质中某点完整波形的个数；等于介质内已开始振动的任一质点在单位时间内完成全振动的次数；等于单位时间内沿波传播方向上传播距离与波长的比值，即传播距离内包含完整波形的个数③每经历一个周期，波形图重复一次

波速：

1.定义：单位时间内振动向外传播的距离2.定义式：3.意义：波速是指振动在介质中传播的快慢程度4.备注：波速与质点振动速度不同，且与其无关 三者关系：1.定量关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以 2.决定因素：(1)周期T和频率f取决于波源，与v、λ无关，与介质无关。波从一种介质进人另一种介质时，周期和频率是不变的。 (2)波速v由介质本身性质决定，与f,λ无关。 (3)波长λ决定于v和f(或T)，只要v和f其中一个改变，λ就改变

质点振动方向与波的传播方向的互判方法:

已知质点的振动方向可判断波的传播方向；相反，已知波的传播方向可判断质点的振动方向。 1．上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简称“上坡下，下坡上”。如图所示。逆着波的传播方向看，“上坡”的点向上振动，“下坡’’的点向下振动。 2．同侧法在波的图像上的某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿x轴方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。如图所示。 3．带动法(特殊点法) 如图所示为一沿x轴正方向传播的横波，根据波的形成，靠近波源的点能带动它邻近的离波源稍远的点，可判断质点的振动方向。在质点P附近靠近波源一方的图线上另找一点P'，若P’在P上方，P '带动P向上运动，则P向上运动；若P’在P下方，P带动 P’向下运动，则P’向下运动。 4．微平移法将波形沿波的传播方向做微小移动，如图中虚线所示，由于质点仅在y轴方向上振动，所以，即质点运动后的位置，故该时刻A、B沿y轴正方向运动，C、D沿y轴负方向运动。