解题思路:根据P、Q两质点的位移都是1cm,振幅都是2cm,简谐波的图象是正弦曲线,写出波动方程,找出PQ间的距离与波长关系的通项,再求出最长的波长.设质点a的振动方程为
y
a
=2cos(
2π
T
t+
ϕ
0
)
,当t=0时,ya=+1cm,带入即可求解质点a的振动方程.
(1)画出题设时刻的波形图,当a、b两质点位置如图所示时,波长最大.
设y=Asin(
2π
λx)
对a质点ya=2sin(
2π
λxa)
对b质点yb=2sin(
2π
λxb)
解得xa=
λ
12;xb=
5λ
12
又 xb-xa=30cm
即[5λ/12−
λ
12=30cm,解得最大波长为λ=90cm
(2)设质点a的振动方程为ya=2cos(
2π
Tt+ϕ0),当t=0时,ya=+1cm,易知此时质点a的振动方向向下,故ϕ0=
π
3]
则质点a的振动方程ya=2cos(
2π
Tt+
π
3)
答:(1)这列波的最大波长为90cm;
(2)设该时刻为计时起点t=0,质点a的振动方程为ya=2cos(
2π
Tt+
π
3).
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: 本题考查运用数学知识解决物理问题的能力,关键能写出波动方程进行求解.