大学物理学上册资料09 波动习题课.ppt

* * 第8章 机械波 1、平面简谐行波的波动方程 2、波动能量的特点及波的强度： 3、波的干涉 现象、条件、公式。 4、驻波：掌握波节、波腹的位置，振幅特点，半波损失等。 习题集（振动和波） 一、选择题 11机械波表达式y = 0.03 cos 6π( t + 0.01 x ) (SI) , 则 （A）其振幅为3m； （B）其周期为1/3； （C）其波速为10m/s； （D）波沿x轴正向传播。 [ B ] 分析：将 比较，可得 与 12 一平面余弦波在 t = 0 时刻的波形曲线如图所示，则o点的振动初位相?为： (A)0; (B) π/2 ; (C)π; (D)3π/2 (或-π/2 ). [ D ] 分析：o点的振动为 其振动的初始条件为 y o x c t = 0 时刻 t = 0时， 即 13 如图所示，为一向右传播的简谐波在 t 时刻的波形图，BC为波密介质的反射面，波由P点反射，则反射波在t时刻的波形图为 [ B ] 分析：BC为波密介质的反射面 则因反射将产生半波损失。 y o x B C P 即反射波与入射波在P点引起的振动反相。 故反射波在P 点的振动方向应沿y 轴正向， 入射波波形延拓，“砍”掉半个波形后平移至分界面处再翻折即得到反射波波形。 方法2: 由图可知，入射波在P 点的振动方向沿y 轴负向， 只有（B）图符合条件。 14 如图所示，一平面简谐波沿x轴正向传播，已知P点的振动方程为y=Acos(ωt＋φ0) 则波动方程为 （A）y=Acos{ω[t-(x-l)/u]+φ0} （B）y=Acos{ω[t-(x/u)]+ φ0} （C）y=Acos ω(t-x/u) （D）y=Acos{ω[t+(x-l)/u]+ φ0}　 [ A ] 分析：取平衡位置在 x 处的质元， y o x P L u 其振动落后于P点， x x 落后的时间为： 即x点在t 时刻的振动状态与 P点在 时的振动状态相同， 即： 15 一平面简谐波以速度u 沿 x 轴正方向传播，在t =t′时波形曲线如图所示，则坐标原点o 的振动方程为 :　 （A） （B） （C） （D） y o x b u a 分析：o点的振动为 由图知，其A=a，λ=2b, T= λ/u= 2b/u， ω= πu/ b ， φ= ？ 又由图， t = t′时 即 [ D ] 16 在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I1/ I2 = 4，则两列波的振幅之比是 （A） A1/ A2 =4　　 （B） A1/ A2 =2 （C） A1/ A2 =16　　　（D） A1/ A2 =1/4　 [ B ] 分析：平面简谐波的强度 两相干平面简谐波的强度之比是I1/ I2 = 4， 即： 17 一列机械横波在t时刻的波形曲线如图所示，则该时刻能量为最大值的媒质质元的位置是: （A） o′，b，d，f　；　（B）a，c，e，g ； （C）o′ ，d ；　　　 （D）b，f　。　　　 　 [ B ] 分析： 平面简谐波的能量 质元经过其平衡位置时具有最大的振动速度 , 同时其形变也最大，因而动能、势能最大；质元在最大位移时，动能、势能均为零。 能量为最大值的媒质质元的位置是: x y o o′ a b c d e f g a，c，e，g 则波沿 x 轴负方向传播； 同时A点处质元应向平衡位置移动， 18 图示为一平面简谐机械波在 t 时刻的波形曲线，若此时A点处媒质质元的振动动能在增大，则 （A）A点处质元的弹性势能在减小。 （B）波沿 x 轴负方向传播。 （C）B点处质元的振动动能在减小。 （D）各点的波的能量密度都不随时间变化。　　　 [ B ] 分析：t 时刻 A 点处媒质质元的振动动能在增大，而任意时刻： 则A点处媒质质元的弹性势能也在增大， 波的能量密度: x y o A B 故（A）错； 且B处质元也移向平衡位置，其动能势能均增大； 随t 变。 19 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 ] 分析：质元从平衡位置运动到最大位移处的过程 x y o A B 20 S1 和 S2 是波长均为的两个相干波的波源，相距为