10.(2018·全国卷Ⅰ)一列简谐横波在t= s时的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点。图(b)是质点Q的振动图像。求:
(1)波速及波的传播方向;
(2)质点Q的平衡位置的x坐标。
解析:(1)由图(a)可以看出,该波的波长为
λ=36 cm
由图(b)可以看出,周期为T=2 s
波速为v==18 cm/s
由图(b)知,当t= s时,Q点向上运动,结合图(a)可得,波沿x轴负方向传播。
(2)设质点O的振动方程为yO=Asin(ωt+φ),其中ω==π rad/s
t= s时有yO=Asin=-,可得φ=-
即yO=Asin
由图(b)可知yQ=Asin(ωt)
所以O、Q两质点的相位差为
xQ=λ=9 cm。
答案:(1)18 cm/s 沿x轴负方向传播 (2)9 cm
(2)质点Q的平衡位置的x坐标。
解析:(1)由图(a)可以看出,该波的波长为
λ=36 cm
由图(b)可以看出,周期为T=2 s
波速为v==18 cm/s
由图(b)知,当t= s时,Q点向上运动,结合图(a)可得,波沿x轴负方向传播。
(2)设质点O的振动方程为yO=Asin(ωt+φ),其中ω==π rad/s
t= s时有yO=Asin=-,可得φ=-
即yO=Asin
由图(b)可知yQ=Asin(ωt)
所以O、Q两质点的相位差为
xQ=λ=9 cm。
答案:(1)18 cm/s 沿x轴负方向传播 (2)9 cm