習(xí)題解答4WORD

1、文檔可能無法思考全面，請(qǐng)瀏覽后下載! 習(xí)題解答44-1 一質(zhì)量為m的球在地面上下跳動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？為什么？答：在球與地面碰撞的短暫過程中，對(duì)地面給球的力，暫時(shí)不討論。球在上升或下降過程中，因只受重力作用，重力的大小為mg，方向豎直向下，重力和方向都不隨位移而變化，既不是彈性力也不是準(zhǔn)彈性力，所以球的跳動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。4-2 下面的說法是否正確：（）所有周期性運(yùn)動(dòng)都是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（）所有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)都是周期性運(yùn)動(dòng)（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量與振幅的平方成正比（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與振幅成正比（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度方向與位移方向始終一致（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度方向與加速度方向始終一致（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度方向與位移方向始

2、終一致（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度為零時(shí)，加速度也等于零（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度為零時(shí)，位移也為零（）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移為零時(shí)，加速度也等于零答：（）、（）（）對(duì)，其余錯(cuò)。4-3有一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，試分析它在下列位置時(shí)的位移、速度和加速度的大小和方向：(1) 平衡位置，向正方向移動(dòng)；(2) 平衡位置，向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；(3) 正方向的端點(diǎn)；(4) 負(fù)方向的端點(diǎn)。解：（1） （2） （3） （4）4-4 設(shè)一質(zhì)點(diǎn)的位移，試畫出該簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移、速度和加速度隨時(shí)間變化的曲線，并求出它們的頻率、振幅和初相位。解：因?yàn)楹?jiǎn)諧振動(dòng)方程為：所以位移的特征量分別為：wp，A3.0，j03p/4由位移方程可得速度和加速度的方程：6 /

3、 6它們的頻率和位移相同，振幅和初相位分別為：速度：A3.0p，j05p/4加速度：A3.0p2，j07p/4圖略。4-5 一個(gè)諧振子在t=0時(shí)位于離平衡位置6 cm處，速度為0，振動(dòng)的周期是2 s,求簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移及速度表達(dá)式。解：已知： 4-6 一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率為15Hz，振幅為0.04m，在t=0時(shí)，初位移為0.04m，求簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程以及速度、加速度表達(dá)式。解：由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中物體的初相位、初始位移和速度之間的關(guān)系：得：另：由，可知，又因?yàn)樗裕核院?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程為：速度方程為：加速度方程為：4-7 一個(gè)0.5 kg的物體做周期為0.5 s的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它的能量為5 J，求：振動(dòng)的振幅、速度最大

4、值、加速度最大值。4-8在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)位移為振幅的一半時(shí)，總能量中有多少為動(dòng)能，多少為勢(shì)能？解：當(dāng)s=(1/2)A時(shí)，4-9 某質(zhì)點(diǎn)參與及兩個(gè)同方向的諧振動(dòng)，求合振動(dòng)的振幅和初相位。解：4-10如果在一介質(zhì)中有一波源做諧振動(dòng)而產(chǎn)生簡(jiǎn)諧波，振動(dòng)的頻率與波的頻率相同嗎？振動(dòng)速度和波的速度相同嗎？波動(dòng)方程中的坐標(biāo)原點(diǎn)是否必須要設(shè)在波源的位置？答：振動(dòng)的頻率與波的頻率相同。振動(dòng)速度和波的速度不一樣。波動(dòng)方程中的坐標(biāo)原點(diǎn)不一定要設(shè)在波源的位置。4-11 設(shè)波動(dòng)方程，求波的振幅、波長(zhǎng)、波速和頻率。解：波動(dòng)方程標(biāo)準(zhǔn)形式為：把波動(dòng)方程改成標(biāo)準(zhǔn)形式：由上可知：A=0.02m，c=25m/s，f=50Hz，=c

5、/f=25/50=0.5(m)4-12 波源O的振動(dòng)方程為，以波速c=2 m/s的速度無衰減地沿OX軸正方向傳播，求l x=5 m處的振動(dòng)方程；l x=5 m處質(zhì)點(diǎn)與波源處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位差。解：由題可知，波動(dòng)方程為：所以x=5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為：該質(zhì)點(diǎn)和波源的振動(dòng)相位差為：4-13 P和Q是兩個(gè)同方向、同頻率、同相、同振幅的波源所在地。設(shè)它們?cè)诿劫|(zhì)中產(chǎn)生的波的波長(zhǎng)為l，PQ之間的距離為1.5l，R是PQ連線上Q點(diǎn)外側(cè)任意一點(diǎn)，求：l P、Q兩點(diǎn)發(fā)出的波到達(dá)R時(shí)的相差；l R點(diǎn)的振幅。4-14 有兩個(gè)同方向、同頻率的波源在同一彈性介質(zhì)中做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，波源1的振動(dòng)方程為：，波源2的振動(dòng)方程為：。兩

6、波源產(chǎn)生的波的波速為0.2m/s。求距離兩波源分別為0.4m，0.5m的介質(zhì)中一點(diǎn)P的振動(dòng)振幅方程。解：波源1介質(zhì)中的波動(dòng)方程為：則波源1產(chǎn)生的波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)為：波源2介質(zhì)中的波動(dòng)方程為：則波源2產(chǎn)生的波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)為：由于波源1波源2產(chǎn)生的波在P點(diǎn)引起的振動(dòng)完全相同，所以合振動(dòng)的振幅為：A=A1+A2=0.004m。合振動(dòng)的相位就是原振動(dòng)的相位，所以初相位為4。所以P點(diǎn)的振動(dòng)方程為：4-15 用多普勒效應(yīng)測(cè)量心臟運(yùn)動(dòng)時(shí)，以6 MHz的超聲波垂直入射心臟壁,測(cè)出回波與發(fā)出的起始波的頻率差為600 Hz。求此時(shí)心臟壁的運(yùn)動(dòng)速度。（波在軟組織中的速度為1500 m/s）。4-16 一列火車從站臺(tái)駛過，站臺(tái)上的旅客感覺火車駛近時(shí)聲音頻率是駛?cè)サ穆曇纛l率10/9倍，求火車的速度。空氣中的聲速為340m/s。解：設(shè)火車的速度為u，火車汽笛的頻率為f，火車駛近時(shí)旅客感覺到的頻率為f，駛?cè)r(shí)旅客感覺到的聲音頻率為f。則f=(10/9) f由多普勒效應(yīng)： 所以，所以，4-17 同一媒質(zhì)中，兩聲波的聲強(qiáng)級(jí)相差30 d