大学物理三习题机械波（课堂PPT）

练习十二机械波（一）,1、在下面几种说法中，正确的说法是：(A)波源不动时，波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的(B)波源振动的速度与波速相同(C)在波传播方向上的任一质点振动相位总是比波源的相位滞后(按差值不大于计)(D)在波传播方向上的任一质点的振动相位总是比波源的相位超前(按差值不大于计),解:(A)波动的周期在数值上等于波源振动的周期（B）波源振动的速度与波速完全不同。（C）（D）中，在波传播的方向上，质点振动的位相依次落后，所以任一点的振动相位都落后于波源的相位。所以C正确。,答案为：C,1,2020/5/19,注意波速与振速的区别：,波速决定于介质的力学性质,波速是振动状态在介质中的传播速度。由于振动状态是由位相确定的，故波速又称为相速。简谐波在理想介质中传播时，波速仅由介质的力学性质决定，与波源的运动状态及观察者的运动状态无关。振动速度是介质中各质点偏离各自的平衡位置的速度。,2,2020/5/19,2、图示一沿x轴正向传播的平面简谐波在t=0时刻的波形若振动以余弦函数表示，且此题各点振动初相取-到之间的值，则(A)0点的初相为(B)1点的初相为(C)2点的初相为(D)3点的初相为,3,2020/5/19,解：t=0时。各旋转矢量位置如图所示，可见,答案为：B,4,3、一横波的表达式是y=2sin2(t/0.01-x/30)其中x和y的单位是厘米、t的单位是秒，此波的波长是_cm，波速是_m/s,答案为：30，30,解：与标准的波动方程的公式比较,得到波长=30cm，周期T=0.01s。则波速=30m/s。,5,4、一平面余弦波沿Ox轴正方向传播，波动表达式为则x=-处质点的振动方程是_；若以x=处为新的坐标轴原点，且此坐标轴指向与波的传播方向相反，则对此新的坐标轴，该波的波动表达式是_,解:(1)将代入波动方程得到,(2)因波速与传播方向相反，先设波动方程为，因为以为原点，则表达形式应该为,6,2020/5/19,5、如图所示，一平面简谐波沿Ox轴正向传播，波速大小为u，若P处质点的振动方程为，求(1)O处质点的振动方程；(2)该波的波动表达式；(3)与P处质点振动状态相同的那些质点的位置,（2）因为波正向传播，故波动方程为,解：（1）因为沿x轴正向传播，O点的振动落后于P点,（3）由波传播的特性可知，两质点之间的距离相差k（正或负整数）倍波长，振动方程相同。,7,2020/5/19,6、一平面简谐波沿Ox轴的负方向传播，波长为，P处质点的振动规律如图所示(1)求P处质点的振动方程；(2)求此波的波动表达式；(3)若图中，求坐标原点O处质点的振动方程,(1)由振动曲线可知，振幅为A，周期T=4(s).t=0(s)时，P点的初相位为。,P处质点振动方程为,解：,图,8,(2)因为波负向传播，则0点落后P点.则o点的振动方程为,（3）将带入O点的振动方程,波动方程为：,9,2020/5/19,1.一平面简谐波，波速u=5m/s，t=3s时波形曲线如图，则x=0处质点的振动方程为,A,周期4sO处位移负向最大,10,2020/5/19,2.一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中：(A)它的动能转换成势能(B)它的势能转换成动能(C)它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大(D)它把自己的能量传给相邻的一段质元，其能量逐渐减小D,11,2020/5/19,3.图示一简谐波在t=0时刻与t=T/4时刻（T为周期）的波形图，则x1处质点的振动方程为_,X1处0时刻位移为零周期后正向最大值,12,2020/5/19,6m0.02s周期,13,2020/5/19,(2)以距A点5m处的B点为坐标原点，写出波的表达式,14,2020/5/19,X状态比a早x/u，相位为4（t+x/u）,B点状态比a晚AB/uB点时刻状态等于a点T-AB/u,15,2020/5/19,6.如图所示为一平面简谐波在t=0时刻的波形图，设此简谐波的频率为250Hz，且此时质点P的运动方向向下，求(1)该波的表达式；(2)在距原点O为100m处质点的振动方程与振动速度表达式,16,2020/5/19,T=1/250=0.004w=2/0.004,17,2020/5/19,1.如图所示，两列波长为l的相干波在P点相遇波在S1点振动的初相是1，S1到P点的距离是r1；波在S2点的初相是2，S2到P点的距离是r2，以k代表零或正、负整数，则P点是干涉极大的条件为：,【D】,18,2020/5/19,C,19,2020/5/19,20,2