解题思路:(1)通过图象得出波长、振幅,根据波速和波长求出周期,根据上下坡法知,x=2.0m处的质点初始时刻向下振动,根据周期与角速度的关系求出ω,写出振动的函数表达式.(2)抓住质点在一个周期内的路程等于4倍的振幅求出质点在0~4s内通过的路程.通过波的周期性,求出t=4.25s时的位移.
(1)由波形图可知,A=5cm,波长λ=2.0m,周期T=[λ/v=
2
4=
1
2s
ω=
2π
T]=4πrad/s,x=2.0处的质点刚开始振动时沿y轴负方向,
则x=2.0m处质点振动的函数表达式为y=-5sin4πt(cm).
(2)t=4s=8T,则0~4s内通过的路程s=8×4A=8×4×5cm=1.6m,
t=4.25s=8
1
2T,x=2.0m处的质点处于波谷处,则位移x=-5cm.
答:(1)x=2.0m处质点振动的函数表达式为y=-5sin4πt(cm);
(2)x=2.0m处的质点在0~4s内通过的路程为1.6m,t=4.25s时的位移为-5cm.
点评:
本题考点: 横波的图象;波长、频率和波速的关系.
考点点评: 解决本题的关键知道波速、波长、周期以及圆频率的关系,知道波的周期性,以及知道质点在一个周期内的路程等于4倍的振幅.