大学物理三习题机械波.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 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、 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 ． x O 解：t = 0时。各旋转矢量位置如图所示，可见 答案为：B 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=30 cm，周期T= 0.01 s。则波速 =30m/s。 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 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。 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π。 ∴ P 处质点振动方程为 解： 图 (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： 1. 一平面简谐波，波速u = 5 m/s，t = 3 s时波形曲线如图，则x = 0处质点的振动方程为 A 周期4s O处位移负向最大 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．