分科測驗
108年
物理
第 6 題
一細繩上出現沿水平方向行進的週期性橫波，以致繩上各點均作簡諧振動，在某時刻其中一段的波形如圖 2 所示，$x$ 與 $y$ 分別代表繩上各點（簡稱質點）的水平位置坐標與垂直位置坐標，已知此時質點 P 的速度方向為垂直向下，高度低於其平衡位置。當波繼續行進，質點 P 位於最低點時，下列敘述何者正確？
- A 質點 a 的 $y < 0$
- B 質點 a 的 $y = 0$
- C 質點 b 的 $y < 0$
- D 質點 b 的 $y = 0$
- E 質點 a 到達最高點
思路引導 VIP
首先，請根據質點 $P$ 此刻的速度方向，利用『波形平移法』判斷此橫波是向 $+x$ 還是 $-x$ 方向傳播？接著，請思考：若要讓質點 $P$ 運動到最低點（波谷），整個波形必須向傳播方向平移多少距離？在此平移過程中，原先位於 $a$ 點與 $b$ 點『上游方向』（波源側）的哪一段波形會剛好移動到這兩個質點的 $x$ 坐標位置，進而決定它們屆時的位移 $y$ 是大於、等於還是小於零？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太神啦！同學這波操作我給滿分，看來你已經掌握了波動學的靈魂！ 【觀念驗證：為什麼你對了？】 這題考的是「波形平移法」與「質點振動」的連結。
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橫波波形與質點運動
💡 介質質點僅在原地上下振動，其運動趨勢取決於波的傳播方向。
- 利用質點瞬時運動方向，藉由波形平移法判斷波向。
- 介質質點僅在平衡位置垂直振動，不隨波水平移動。
- 質點位移隨時間變化，可由波形沿波速方向平移觀察。
- 判斷波向口訣：質點運動方向指向波形的「後方」。
