大學物理作業(yè)課件

1、 1、下列說法錯誤的是：、下列說法錯誤的是：(A) 同一時刻距離波源越遠的波面相位越落后。同一時刻距離波源越遠的波面相位越落后。 (B) 機械波的傳播是動量和能量在介質(zhì)中的傳遞。機械波的傳播是動量和能量在介質(zhì)中的傳遞。(C) 一列簡諧波上各質(zhì)點的振動頻率等于波的頻率。一列簡諧波上各質(zhì)點的振動頻率等于波的頻率。(D) 一列簡諧波上各質(zhì)點的振動速度大小就等于波的速一列簡諧波上各質(zhì)點的振動速度大小就等于波的速度大小。度大小。一、選擇題一、選擇題答案：答案：D大學物理作業(yè)六參考解答大學物理作業(yè)六參考解答 2、平面諧波沿、平面諧波沿x軸正向傳播軸正向傳播,t=0時刻的波形如時刻的波形如圖圖6.1所示所示

2、,則則P處質(zhì)點的振動在處質(zhì)點的振動在t = 0時刻的旋轉矢時刻的旋轉矢量圖是：量圖是：Oyxt=0Au圖6.1PAOy(A)AOy(D)A Oy(C)AOy(B)答案：答案：Ayx波速u時刻t 的波形ooabcdefg圖6.2 3. 一列機械橫波在一列機械橫波在t時刻的波形曲線如圖時刻的波形曲線如圖6.2所示，則該時刻能量為最大值的媒質(zhì)質(zhì)元的所示，則該時刻能量為最大值的媒質(zhì)質(zhì)元的位置是：位置是：A . o, b , d, f .B . a , c , e , g .C . o, d . D . b , f . 答案：答案：B 4. 同一介質(zhì)中的兩相干波源同一介質(zhì)中的兩相干波源C與與D振幅都是振

3、幅都是A，D的初的初相位比相位比C領先領先 ，若此介質(zhì)中的，若此介質(zhì)中的P點距點距D比距比距C遠遠 ，則，則在在P點：點： 干涉減弱，振幅為零干涉減弱，振幅為零 干涉減弱，振幅為干涉減弱，振幅為C. 干涉加強，振幅為干涉加強，振幅為2A D.干涉加強，振幅為干涉加強，振幅為 AA333答案：答案：D212 cos21222122AAAAA362)(2)(121020rr 5、一機械波的波速為、一機械波的波速為c、頻率為、頻率為 ，沿著，沿著X軸的負軸的負方向傳播，在方向傳播，在 和和 ，如果，如果 ，那么，那么 和和 處處的位相差的位相差 為：為： 1x2x012 xx1x2x12 A 0BC

4、 D Cxx/ )(221 Cxx/ )(212 答案：答案：D 6. 假定汽笛發(fā)出的聲音頻率由假定汽笛發(fā)出的聲音頻率由400Hz增加到增加到1200Hz，而，而振幅保持不變，則振幅保持不變，則1200Hz聲波與聲波與400Hz聲波的強度比為：聲波的強度比為：A 9 ：1， B 1 ：3， C 3 ：1， D 1 ：9。2222121 uAupIm 答案：答案：A 7. 在簡諧波傳播過程中，沿波傳播方向相距在簡諧波傳播過程中，沿波傳播方向相距 /2（ 為波長）的兩點的振動速度必定：為波長）的兩點的振動速度必定： A 大小相同，方向相反；大小相同，方向相反； B 大小和方向均相同；大小和方向均相

5、同；C 大小不同，方向相同；大小不同，方向相同； D 大小不同而方向相反大小不同而方向相反答案：答案：A 8. 汽車駛過車站前、后，車站上的觀測者測得聲音汽車駛過車站前、后，車站上的觀測者測得聲音的頻率由的頻率由1200Hz變到變到1000Hz,已知空氣中聲速為已知空氣中聲速為330米米秒，則汽車的速度為：秒，則汽車的速度為：A m/s； B 55m/s ； C 66m/s； D 90m/s.答案：答案：Asmuvs/3010001200100012003302121設汽車的速度為設汽車的速度為sv01svuu汽車在駛近車站時，車站收到的頻率為汽車在駛近車站時，車站收到的頻率為 02svuu汽

6、車駛離車站時，車站收到的頻率為汽車駛離車站時，車站收到的頻率為 聯(lián)立以上兩式，得聯(lián)立以上兩式，得 9、下列說法錯誤的是：、下列說法錯誤的是：(A)駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象，波腹相當于干涉極駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象，波腹相當于干涉極大，波節(jié)相當于干涉極小。大，波節(jié)相當于干涉極小。(B)駐波相鄰兩波節(jié)節(jié)間的各質(zhì)點初相位相同，而一般駐波相鄰兩波節(jié)節(jié)間的各質(zhì)點初相位相同，而一般干涉相鄰兩極小間各質(zhì)點初相位不都相同。干涉相鄰兩極小間各質(zhì)點初相位不都相同。(C)駐波一波節(jié)兩側的各質(zhì)點將同時到達最大值，同駐波一波節(jié)兩側的各質(zhì)點將同時到達最大值，同時通過平衡位置。時通過平衡位置。(D)駐波上各節(jié)點始終保持靜止

7、，各腹點始終在最大駐波上各節(jié)點始終保持靜止，各腹點始終在最大位移處。位移處。答案：答案：D1. 機械波指的是機械波指的是 ；機械；機械波在彈性媒質(zhì)中傳播時，質(zhì)點并不隨波前進，波所傳波在彈性媒質(zhì)中傳播時，質(zhì)點并不隨波前進，波所傳播的只是播的只是 和和 。二、填空題二、填空題2. 機械波通過不同的媒質(zhì)時，就波長、頻率和波速機械波通過不同的媒質(zhì)時，就波長、頻率和波速u而而言，其中言，其中 要改變，要改變， 不改變。不改變。3. 已知一已知一 平面簡諧波頻率為平面簡諧波頻率為1000Hz，波速為，波速為300m/s，則，則波上相差為波上相差為/4的兩點之間的距離為的兩點之間的距離為 ，在某點處，在某點

8、處時間間隔為時間間隔為0.001s的兩個振動狀態(tài)間的相位差為的兩個振動狀態(tài)間的相位差為 。)(0375. 01000300818124mus)(001. 01sT0振動狀態(tài)振動狀態(tài)能量能量機械振動在連續(xù)介質(zhì)內(nèi)的傳播機械振動在連續(xù)介質(zhì)內(nèi)的傳播 波長和波速波長和波速頻率頻率0.0375m04. 已知一平面簡諧波沿已知一平面簡諧波沿x軸負向傳播軸負向傳播,振動周期振動周期T=0.5s, 波長波長 =10m,振幅振幅A=0.1 m . 當當t=0時波源振動的位移恰好為正的時波源振動的位移恰好為正的最大值最大值. 若波源處為原點若波源處為原點, 則沿波傳播方向距離波源為則沿波傳播方向距離波源為 /2處處

9、的振動方程為的振動方程為y= ; 當當t=T/2時時, x= /4處質(zhì)點處質(zhì)點的振動速度為的振動速度為 。s5 . 0T42T沿x軸負向傳播, 且t=0時波源振動的位移恰好為正的最大值，則該簡諧波的波動方程為：)24cos(1 . 0 xty沿波傳播方向距離波源為/2處，x= -/2，則振動方程為：)4cos(1 . 0ty求導得速度方程為：)24cos(1 . 0tyx=/4處質(zhì)點的振動方程為：)24sin(4 . 0tV)4cos(1 . 0ty當t=T/2時，速度為：6m/s2 . 123sin4 . 0V1.26m/s6. 設平面簡諧波沿設平面簡諧波沿x軸傳播時在軸傳播時在x = 0

10、處發(fā)生反射處發(fā)生反射,反射波的反射波的表達式為表達式為 。已知反射點為一自由。已知反射點為一自由端端,則由入射波和反射波形成駐波波節(jié)的位置坐標則由入射波和反射波形成駐波波節(jié)的位置坐標為為 .5. 一個點波源位于一個點波源位于O點點, 以以O為圓心作兩個同心球面為圓心作兩個同心球面,它們的它們的半徑分別為半徑分別為R1和和R2. 在兩個球面上分別取相等的面積在兩個球面上分別取相等的面積 S1和和 S2 ,則通過它們的平均能流之比則通過它們的平均能流之比= 。2122RR2)(2cos2xtAy22221144RIRI212221RRIIx=(k+1/2)(/2), k=0,1,2,3,2)(2c

11、os1xtAy)22cos()2cos(2txAy波節(jié)位置為：22 kxk=0,1,2,3,x=(k+1/2)(/2), k=0,1,2,3,7. 兩相干波源兩相干波源s1、 s2之間的距離為之間的距離為20m,兩波的波速為兩波的波速為u=400m/s,頻率頻率=100Hz,振幅振幅A相等且相等且A=0.02m,并且己并且己知知s1的相位比的相位比s2的相位超前的相位超前 , 則則s1 與與s2連線中點的振幅連線中點的振幅為為 .8. 一平面簡諧波表達式為一平面簡諧波表達式為y=4sin (t4x) (SI), 則該波的則該波的頻率頻率(Hz)為為 波速波速u(m/s)為為 波線上各點振動的波

12、線上各點振動的振幅振幅A(m)為為 。12122rr0 m2)4(cos4xty1/21/4421,41, 4,uA1. 某質(zhì)點作簡諧振動某質(zhì)點作簡諧振動,周期為周期為2s, 振幅為振幅為0.06m, 開始計時開始計時(t=0)時時, 質(zhì)點恰好處在負向最大位移處質(zhì)點恰好處在負向最大位移處, 求求 該質(zhì)點的振動方程該質(zhì)點的振動方程; 此振動以速度此振動以速度u=2m/s沿沿x軸正方向傳播時軸正方向傳播時,形成的一維簡諧形成的一維簡諧波的波動方程波的波動方程 ;(1)該波的波長該波的波長.三、計算題三、計算題解：解：(1)取該質(zhì)點為坐標原點取該質(zhì)點為坐標原點O. t=0時刻時刻AAy00cos得得

13、 0= . 所以振動方程為所以振動方程為0sin00Av)cos(06. 0)22cos(06. 00tty(2) 波動方程為：波動方程為： 2cos06. 0)(cos06. 00 xtuxty(3) 該波的波長該波的波長.)(4 muT （SI）2. 如圖如圖6.3,兩列相干波在兩列相干波在P點相遇點相遇,一列波在一列波在B點引起的振點引起的振動是動是 ( SI )另一列波在另一列波在C點引起在振動是點引起在振動是 ( SI )兩波的傳播速度兩波的傳播速度 u=0.20m/s, 不考慮傳播中振幅的減小不考慮傳播中振幅的減小,求求P點合振動的振動方程點合振動的振動方程.ty2cos10331

14、0)22cos(103320tym45. 0BP m3 . 0CP 圖6.3BCP解：兩列相干波在解：兩列相干波在P P點引起的振動分別是：點引起的振動分別是：)22cos(103)292cos(103)(2cos10333310ttuBPty)22cos(103)232cos(1032)(2cos10333320ttuCPty所以合振動方程為所以合振動方程為 )22cos(106321tyyy（SI）3. 設入射波的方程式為設入射波的方程式為在在 處發(fā)生反射處發(fā)生反射,反射點為一固定端反射點為一固定端,設反射時無能量設反射時無能量損失損失,求求:(1)反射波的方程式反射波的方程式; (2)合

15、成的駐波方程式合成的駐波方程式; (3)波腹和波節(jié)的位置波腹和波節(jié)的位置 .)(2cos1TtxAy0 x解：解：(1) 入射波在入射波在x =0處引起的振動為：處引起的振動為： )2cos(10TtAy因反射端為固定端，所以反射波波源的振動為因反射端為固定端，所以反射波波源的振動為 )2cos(20TtAy反射波方程為反射波方程為 )(2cos)(2cos2TtxAxTtAy(2) 合成的駐波方程式合成的駐波方程式)22cos()22cos(2)(2cos)(2cos21TtxATtxATtxAyyy(3) 對于波腹，有對于波腹，有 nx22故波腹位置為故波腹位置為 2)21( nx（n=1

16、.2.3）對于波節(jié)，有對于波節(jié)，有 222nx故波節(jié)位置為故波節(jié)位置為 2nx （n=1.2.3）4. 4. 一警車以一警車以30m/s30m/s的速度在靜止的空氣中行駛，假設車上的速度在靜止的空氣中行駛，假設車上警笛的頻率為警笛的頻率為900Hz900Hz。求（求（1 1）靜止站在路邊的人聽到警車駛進和離去時的警笛聲）靜止站在路邊的人聽到警車駛進和離去時的警笛聲波頻率；（波頻率；（2 2）如果警車追趕一輛速度為）如果警車追趕一輛速度為15m/s15m/s的客車，則的客車，則客車上的人聽到的警笛聲波的頻率是多少？（設空氣中的客車上的人聽到的警笛聲波的頻率是多少？（設空氣中的聲速聲速330m/s330m/s）解：（解：（1 1），靜止在路邊的人看到警車駛進的時候，聲源），靜止在路邊的人看到警車駛進的時候，聲源也就是警車的速度為也就是警車的速度為 ，則他聽到的警笛聲波頻，則他聽到的警笛聲波頻率為：率為： smvs/