Question

波传播过程中,介质中每一振动质点动能与势能同时达到最大与最小,为啥

Answer 1

波动和单纯的振动不同，简谐运动中的振子机械能守恒，在最大位移处势能最大，而动能最小；在平衡位置处动能最大，势能最小，振动过程机械能守恒。
而波动，振源的振动形式和能量是靠介质中的一个点依次带动相邻的另一个点而传播开来的。对于每一个质元的能量就应该是不守恒的。当质元在平衡位置时动能最大，同时被拉伸的最厉害或是说形变最厉害。所以对应的形变势能最大（看图就看那点的斜率，斜率越大，就可看出被拉伸形变最大）。若运动到波峰或波谷，则动能最小，形变也最小，即形变势能最小（图中，该点斜率为零，即几乎没形变）。

追问

势能不是指重力势能吗，这里为何不考虑质点的重力势能

Answer 2

用纵波考虑这类问题时，则不用考虑重力势能。当横波在水平面上传播时也用不着考虑重力势能，所以选最简单的模型来研究能抓住实质。绳波虽然比较复杂，如竖直方向振动的弹簧振子，但是规律却还是从最简单的水平弹簧振子来找比较简单。

Answer 3

有最大速度 还有最大相对位移 同时最大
看看《大学物理》中 波的能量 能流密度那一节

追问

可如果有最大位移，质点离平衡位置最远，速度最小。
我是高中生

追答

最大相对位移，不是最大位移。最大相对位移处，就是你所说的平衡位置处，不是最远点。

势能不是重力势能 是弹性势能

追问

可为啥不是重力势能，这里就不考虑物体的重力式能吗

Answer 4

这话是错的，介质中每一个质点的动能与势能是相互转化的，动能最大时（在平衡位置）势能最小，动能最小时（在最大位移处）势能最大。

追问

我与你的理解相同，可参考书上写的就是这样。

追答

你要知道，动能与势能不可能同时最大或同时最小的。书上如果是如你所说，定是书上错了。

追问

而波动，振源的振动形式和能量是靠介质中的一个点依次带动相邻的另一个点而传播开来的。对于每一个质元的能量就应该是不守恒的。当质元在平衡位置时动能最大，同时被拉伸的最厉害或是说形变最厉害。所以对应的形变势能最大（看图就看那点的斜率，斜率越大，就可看出被拉伸形变最大）。若运动到波峰或波谷，则动能最小，形变也最小，即形变势能最小（图中，该点斜率为零，即几乎没形变）。
我的疑问是为何不是重力势能