(C) x?4sin2π(5t3y5t3y?) (D) x?4sin2π(?) 222274. 方程为y1?0.01cos(100πt?x)m和y2?0.01cos(100πt?x)m的两列波叠加后, 相邻两波节之间的距离为
[ ] (A) 0.5 m (B) 1 m (C) ? m (D) 2? m
75. S1和S2是波长均为?的两个相干波的波源,相距3?/4,S1的相位比S2超前
?2.若两波单独传播时,在过S1和S2的直线上各点的强度相同,不随距离变化,且两
波的强度都是I0,则在S1、S2连线上S1外侧和S2外侧各点,合成波的强度分别是 [ ] (A) 4I0,4I0; (B) 0,0;
(C) 0,4I0; (D) 4I0,0.
76. 在弦线上有一简谐波,其表达式为y1?2.0?10?2cos?100π?t?????x?4π? ??20?3??(SI)
为了在此弦线上形成驻波,并且在x=0处为一波腹,此弦线上还应有一简谐波,其表达式为:
[ ] (A) y2?2.0?10?2cos?100π?t???x?4π???(B) y2?2.0?10?2cos?100π?t???? (SI) 203????x?π???(C) y2?2.0?10?2cos?100π?t???? (SI)
?20?3??(D) y2?2.0?10?2cos?100π?t???x?π???? (SI) 20?3?????x?4π? (SI) ??20?3??二、填空题
1. 一质点沿x轴作简谐振动,平衡位置为x轴原点,周期为T,振幅为A, (1) 若t = 0 时质点过x = 0处且向x轴正方向运动,则振动方程为x = . (2) 若t = 0时质点在x = A/2处且向x轴负方向运动,则质点方程为x = . 2. 据报道,1976年唐山大地震时,当地居民曾被猛地向上抛起2m高.设此地震横波为简谐波,且频率为1Hz,波速为3km?s-1, 它的波长是 ,振幅是 .
3. 一质点沿x轴作简谐振动, 其振动方程为: x?4cos(2πt?1π)cm.从t=0时刻3起, 直到质点到达 x??2cm处、且向 x 轴正方向运动的最短时间间隔为 .
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4. 一个作简谐振动的质点,其谐振动方程为x?5?10
?2cos(πt?3π)(SI制).它从计2时开始到第一次通过负最大位移所用的时间为 . 5. 一单摆的悬线长l=1.3m, 在顶端固定点的铅直下方0.45m处有一小钉,如T4-2-5图所示.设两方摆动均较小,则单摆的左右两方角振幅之比
0.45m小钉?1的近似值为 . ?2ll16. 一质点作简谐振动, 频率为2Hz.如果开始时质点处于平衡位置, 并以? m.s-1的速率向x轴的负方向运动, 则该质点的振动方程为 .
T 4-2-5图
7. 一谐振动系统周期为0.6s, 振子质量为200g.若振子经过平衡位置时速度为12cm.s-1, 则再经0.2s后该振子的动能为 .
8.劲度系数为100N?m-1的轻质弹簧和质量为10g的小球组成一弹簧振子. 第一次将小球拉离平衡位置4cm, 由静止释放任其振动; 第二次将小球拉离平衡位置2cm并给以2m.s-1的初速度任其振动.这两次振动的能量之比为 .
9. 将一个质量为20g的硬币放在一个劲度系数为40N.m-1的竖直放置的弹簧上, 然后向下压硬币使弹簧压缩1.0cm, 突然释放后, 这个硬币将飞离原来位置的高度为 .
T 4-1-32图
10. 质量为0.01 kg的质点作简谐振动, 振幅为0.1m, 最大动能为0.02 J.如果开始时质点处于负的最大位移处, 则质点的振动方程为 .
11. 一物体放在水平木板上,这木板以??2Hz的频率沿水平直线作简谐运动,物体和水平木板之间的静摩擦系数?s?0.50,物体在木板上不滑动的最大振幅Amax= .
12. 如果两个同方向同频率简谐振动的振动方程分别为x1?3sin(10t?1π)cm和3x2?4sin(10t?
1π)cm, 则它们的合振动振幅为 6[ ] (A) 1 cm (B) 5 cm (C) 7 cm (D) 3 cm
13. 已知由两个同方向同频率的简谐振动合成的振动, 其振动的振幅为20cm, 与第一个简谐振动的相位差为
π.若第一个简谐振动的振幅为103?17.3cm, 则第二个简612
谐振动的振幅为 cm,两个简谐振动的相位差为 .
14. 已知一平面简谐波的方程为: y?Acos2π(?t?x?), 在t?1?时刻x1?1?与 4x2?3?两点处介质质点的速度之比是 . 415. 一观察者静止于铁轨旁, 测量运行中的火车汽笛的频率.若测得火车开来时的频率为2010 Hz, 离去时的频率为1990 Hz, 已知空气中的声速为330m.s-1, 则汽笛实际频率?是 .
16. 已知一入射波的波动方程为y?5cos(πtπx?)(SI制), 在坐标原点x = 0处发生44反射, 反射端为一自由端.则对于x = 0和x = 1米的两振动点来说, 它们的相位关系是相
位差为 .
17. 有一哨子, 其空气柱两端是打开的, 基频为5000 Hz, 由此可知,此哨子的长度最接近 厘米.
18. 一质点同时参与了两个同方向的简谐振动,它们的振动方程分别为
x1?0.05cos(?t?π/4) (SI) x2?0.05cos(?t?19π/12)(SI)
其合成运动的运动方程为x? .(SI)
19. 已知一平面简谐波沿x轴正向传播,振动周期T = 0.5 s,波长? = 10m , 振幅A = 0.1m.当t = 0时波源振动的位移恰好为正的最大值.若波源处为原点,则沿波传播方向距离波源为?/2处的振动方程为 .当 t = T / 2时,x??/4处质点的振动速度为 .
20. T4-2-20图表示一平面简谐波在 t = 2s时刻的波形图,波的振幅为 0.2m,周期为4s.则图中P点处质点的振动方程为 .
A O
y(m)传播方向CPx(m)..r2B.r1PT4-2-20图 T4-2-21图
21. 一简谐波沿BP方向传播,它在B点引起的振动方程为y1?A1cos2πt.另一简谐波沿CP方向传播,它在C点引起的振动方程为y2?A2cos?2πt?π?.P点与B点相
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距0.40m,与C点相距0.50m(如T4-2-21图).波速均为u=0.20m?s-1.则两波在P的相位差为 .
22. 如T4-2-22图所示,一平面简谐波沿Ox轴正方向传播,波长为?,若P1点处质点的振动方程为y1?Acos?2πvt???,则P2点处质点的振动方程为 ,与
L1 OP 1L2P1点处质点振动状态相同的那些点的位置
是 .
P2T4-2-22图
x23. 一个点波源位于O点,以O为圆心作两个同心球面,它们的半径分别为R1和R2.在两个球面上分别取相等的面积?S1和?S2,则通过它们的平均能流之比P1/P2=_______.
24. 一列平面简谐波在截面积为S的圆管中传播, 其波的表达为y?Acos(?t?管中波的平均能量密度是w, 则通过截面积S的平均能流是 .
25. 两相干波源S1和S2的振动方程分别是y1?Acos?t和y2?Acos(?t?π).S1距P点3个波长,S2距P点是 .
26. 如T4-2-26图所示,S1和S2为同相位的两相干波源,相距为L,P点距S1为r;波源S1在P点引起的振动振幅为A1,波源S2在P点引起的振动振幅为A2,两波波长都是?,则P点的振幅A= .
2πx),?1221个波长.两波在P点引起的两个振动的相位差的绝对值4r P S1LS2T4-2-26图
S2为振动频率、振动方向均相同的两个27. S1、点波源,振动方向垂直纸面,两者相距知S1的初相位为
3已?(?为波长)如图.
2
1π. 2(1) 若使射线S2C上各点由两列波引起的振动均干涉相消,
则S2的初位相应为:_______________________.
?S 1
M?S2NT4-2-27图
?C(2) 若使S1S2连线的中垂线M N上各点由两列波引起的振动均干涉相消,则S2的初
位相应为:________________________________________.
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三、计算题
1. 如T 4-3-1图所示,将一个盘子挂在劲度系数为k的弹簧下端,有一个质量为m的物体从离盘高为h处自由下落至盘中后不再跳离盘子,由此盘子和物体一起开始运动(设盘子与弹簧的质量可忽略,如图取平衡位置为坐标原点,选物体落到盘中的瞬间为计时零点).求盘子和物体一起运动运动时的运动方程.
2. 一质量为10g的物体在x方向作简谐振动,振幅为24cm,T 4-3-1图 周期为4s.当t=0时该物体位于x = 24cm处.求:
(1) 当t=0.5s时物体的位置及作用在物体上力的大小.
(2) 物体从初位置到x=-12cm处所需的最短时间,此时物体的速度.
3. 作简谐振动的小球,速度的最大值为vmax?3cm?s-1,振幅为A?2cm.若令速度具有正最大值的某时刻为计时器点,求该小球运动的运动方程和最大加速度.
4如T4-3-4图所示,定滑轮半径为R,转动惯量为J,轻弹簧劲度系数为k,物体质量为m,将物体从平衡位置拉下一极小距离后放手,不计一切摩擦和空气阻力,试证明该系统将作谐振动并求其振动周期.
5. 如T 4-3-5图所示,有一水平弹簧振子,弹簧的劲度系数k=24N?m,重物的质量m=6kg.最初重物静止在平衡位置上,一水平恒力F=10N向左作用于物体,(不计摩擦),使之由水平位置向左运动了0.05m,此时撤去力F.当重物运动到左方最远位置时开始计时,求该弹簧振子的运动方程.
T 4-3-4图
-1
T 4-3-5图
6. 已知某质点振动的初始位置为x0?动),求质点的振动初相位.
A,初始速度v0?0(或说质点正向x正向运27. 如T4-3-7图所示,一半径为R的匀质圆盘绕边缘上一点作微角摆动, 如果其周期与同样质量单摆的周期相同, 求单摆的摆线长度.
8. 某人欲了解一精密摆钟的摆长, 他将摆锤上移了1 mm, 测出此钟每分钟快0.1s.这钟的摆长是多少?
T 4-3-7图
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