刘改琴---振动、波动部分答案(3)

2018-11-30 19:12

6、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).

7、一简谐横波沿Ox轴传播.若Ox轴上P1和P2两点相距?/8(其中?为该波的波长),则在波的传播过程中,这两点振动速度的

(A) 方向总是相同. (B) 方向总是相反.

(C) 方向有时相同,有时相反. (D) 大小总是不相等. [ ]

8、下列函数f (x, t)可表示弹性介质中的一维波动,式中A、a和b是正的常量.其中哪个函数表示沿x轴负向传播的行波? (A)

(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)

f(x,t)?Acos(ax?bt). (B) f(x,t)?Acos(ax?bt).

(C)

f(x,t)?Acosax?cosbt. (D) f(x,t)?Asinax?sinbt. [ ]

9、图中画出一平面简谐波在t = 2 s时刻的波形图,则平衡位置在P点的质点的振动方程是 (A)

y (m)0.010.005OP100u =200 m/s1yP?0.01cos[π(t?2)?π]

31yP?0.01cos[π(t?2)?π]

3(SI). (B)

x (m)

(SI).

1yP?0.01cos[2π(t?2)?π] (SI).

31 (D) yP?0.01cos[2π(t?2)?π](SI). [ ]

3 (C)

10、如图所示,S1和S2为两相干波源,它们的振动方向均垂直于图面,发出波长为已知 S1P?的简谐波,P

点是两列波相遇区域中的一点,

S1P

两列波在P点发生相消干涉.若?2?,S2P?2.2?,

S1的振动方程为 y1?Acos(2?t?1?),则S2的振动方程为

S221?). (B) y2?Acos(2?t??). 21(C) y2?Acos(2?t??). (D) y2?2Acos(2?t?0.1?). [ ]

2(A)

y2?Acos(2?t?

二、填空题(共30分)

(1) 振子在负的最大位移处,则初相为______________________;

1、一弹簧振子作简谐振动,振幅为A,周期为T,其运动方程用余弦函数表示.若t = 0时,

(2) 振子在平衡位置向正方向运动,则初相为________________; (3) 振子在位移为A/2处,且向负方向运动,则初相为______.

2、图中用旋转矢量法表示了一个简谐振动.旋转矢量的长度为0.04 m,旋速度

O (t = 0) A O A和弹性力为-kA的状态时,应对应于曲线上的

? = 4?rad/s.此简谐振动以余弦函数表示的振动方程为x

x 转角

=__________________________(SI).

3、一水平弹簧简谐振子的振动曲线如图所示.当振子处在位速度为-?A、加速度为零和弹性力为零的状态时,应对应于________点.当振子处在位移的绝对值为A、速度为零、加-

??x a d b c f e t 移为零、曲线上的速度为

?2-A ____________点.

4、一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动,当这物块的位移等于振幅的一半时,其动能

是总能量的______________.(设平衡位置处势能为零).当这物块在平衡位置时,弹簧的长度比原长长?l,这一振动系统的周期为________________________.

5、一平面简谐波的表达式为

y?Acos?(t?x/u)?Acos(?t??x/u) 其中x / u

表示_____________________________;

?x/u表示________________________;

y表示______________________________.

6、一列波由波疏介质向波密介质传播,在两介质的分界面上反射,则反射波的相位将________________________________,这个现象称为________________________________。

7、设沿弦线传播的一入射波的表达式为 y y1?Acos[2?(

tx?)??]T?,

B O L x 波在x = L处(B点)发生反射,反射点为固定端(如图).设波在传播和反射过程中振幅不变,则反射波的表达式为 y2 = ________________________________.

8、如图所示,一列平面波入射到两种介质的分界面上.AB为 t时刻的波前.波从B点传播到C点需用时间?.已知波在 介质1中的速度u1大于波在介质2中的速度u2.试根据惠原理定性地画出t + ?时刻波在介质2中的波前.

9、一个波源位于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

介质1 介质2 B C A 更斯

?s2,则通过它们的平均能流之比P1/P2?___________________.

10、多普勒效应指的是________________________________________________________________。

三、计算题(共40分)

1、水面上浮沉的木块是在作简谐振动吗?如果是,其周期是多少?假设木块的边长为L,平衡时浸入水中的高度为h。

2、质量为m的质点沿y轴运动,其振动方程为y=0.06cos(5t(1)质点在起始位置时所受的力; (2)t??2)m。试求:

??s时的位移、速度和加速度;

(3)质点运动到什么位置时,动能和势能相等?

(4)质点从平衡位置移动到动能和势能相等位置处所需要的最短时间?

3、一简谐波,振动周期T?1s,波长?= 10 m,振幅A = 0.1 m.当 t = 0时,波源振动的位移恰好2为正方向的最大值.若坐标原点和波源重合,且波沿Ox轴正方向传播,求: (1) 此波的表达式; (2) t1 = T /4时刻,x1 = ?/4处质点的位移; (3) t2 = T /2时刻,x1 = ?/4处质点的振动速度.

4、如图,一平面波在介质中以波速u = 20 m/s沿x轴负方向传播,已知A点的振动方程为

y?3?10?2cos4πt (SI).

(1) 以A点为坐标原点写出波的表达式;

(2) 以距A点5 m处的B点为坐标原点,写出波的表达式. B

uAx

振 动

一、填空题:

T11、

2; 2、A?10cm;???6rad?s?1;???3; 3、

2l2?3g

4、(略); 5、x?x1?x2?0.04cos(?t??2)(SI)

二、计算题: 1、 解:是;

假设木块的边长为L,平衡时浸入水中的高度为h,

平衡时: mg?F浮=?水glh 在任一位置

2时

22:

?F?mg?F?=?浮水glh??水g(h?x)l??l?水gx2

令 K=l?水g 则

2?F=-Kx,K

是一个常数,表明木块

所作的运动是简谐振动。


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