物理練習(xí)--機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波答案

1、.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 2013 2014學(xué)年第二學(xué)期 大學(xué)物理練習(xí) - 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波試卷答案課程代碼 :B122013學(xué)分 : 3.5考試時(shí)間 :60分鐘班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名 :我已閱讀了有關(guān)的考試規(guī)定和紀(jì)律要求，愿意在考試中遵守考場(chǎng)規(guī)則，如有違反將愿接受相應(yīng)的處理。題 號(hào)12345678910 總 分應(yīng)得分12151610201116100實(shí)得分試卷共 3頁，請(qǐng)先查看試卷有無缺頁，然后答題。1、一個(gè)和輕彈簧相連的小球，沿x 軸作振幅為 A 、角頻率為 的簡諧振動(dòng)。若t =0 時(shí)球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如下；畫旋轉(zhuǎn)矢量圖并寫出振動(dòng)表達(dá)式。(1) x0A;A（ 2)過平衡位置向 x 正方向運(yùn)動(dòng) ;(3)過 x

2、2處向 x 負(fù)方向運(yùn)動(dòng) ;A0Ax0xA0x2A(1)(2)(3)(1)xAcost(2)xAcos t2(3)xAcost34每一旋轉(zhuǎn)矢量圖各3 分,振動(dòng)方程各1 分, 共 12 分 )(.2、質(zhì)量為 100g 的質(zhì)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)方程為x0.24cos(t)SI ，（ 1）t=0 時(shí)，23質(zhì)點(diǎn)的位移和所受力的大小及方向？（ 2）質(zhì)點(diǎn)由 t=0 位置再運(yùn)動(dòng)到 0.12m 所需要的最少時(shí)間？（ 3）質(zhì)點(diǎn)在 t=0 時(shí)的速度、動(dòng)能、勢(shì)能和總能量。解： (1)t=0時(shí)x00.24cos0.12m -(2分 )3Fkx0m 2 x00.1 ( )20.123.0 10 2 ( N ) -(2 分)2沿x軸

3、的負(fù)向 -(1分)At=0 /3(2) 根據(jù)旋轉(zhuǎn)矢量圖242t0x833t2.67 s -(2分 )t3第一次到達(dá)(3)v0dx0.24 sin 0.326(ms-1 ) -(2分)dt t=023Ek1mv0210.10(0.326)25.3110 3 (J) -(2分)22Ep121221( 223(J) -(2分)kx0m x00.10)(0.12) 1.77 102222E = Ek +E p7.0810 3 J -(2分 )、一物體沿 x 軸作簡諧振動(dòng)，振動(dòng)曲線如圖。（ ）分別給出t=0和t=7.5s時(shí)物31體的位置和速度方向，并畫出相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矢量圖；（2）求振幅、圓頻率、初相、運(yùn)動(dòng)

4、方程；x / cm解：（1）t0 : xA, v 0，旋轉(zhuǎn)矢量如圖（ 2 分），0（ 2） A10cm （2 分），52 （2 分），1035相 位 差（ 2分 ），6s 1 （2 分），t92x10cos(t) cm （4 分）7.5t( s)t=0 /30xt=7.5s.4、已知質(zhì)點(diǎn)參與了兩個(gè)同方向同頻率的簡諧振動(dòng)，其振動(dòng)表達(dá)式分別為x10.04cos(2 t) m， x20.04cos(2t)m，求合振動(dòng)方程3解：合振動(dòng)振幅： A0.04m -(4 分)合振動(dòng)初相：23 -(4分)合振動(dòng)方程： x2)(m) -(2分)0.04cos(2 t35、如圖所示是某個(gè)平面簡諧波在t0 時(shí)刻的波形

5、圖，已知波速u 0.08 米 /秒沿x 軸負(fù)向傳播，求：y / mu 0.08 m/s（ 1）波長和周期；（ 2）原點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的初始條件和初相；0.05（ 3）原點(diǎn)振動(dòng)方程；0.20（ 4）波動(dòng)方程。O（ 5） x 0.4m 處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程。x / m解：（ 1） A0.05m（ 2 分），0.4m （2 分）， T5s（2 分），u（2）原點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) t0 : y0, v0，用旋轉(zhuǎn)矢量法確定初相，2（2 分）222（3）s 1 （2 分） yx 00.05cos(t)m （2 分）T552（4） y0.05cos 2 (tx)m （4 分）50.082（ 5） y0.4 m0.05cos(2t

6、5)m（4 分）526、已知一沿 x 軸正向傳播的平面簡諧波， 當(dāng)y / cm110t =s 時(shí)的波形如圖所示，且周期 T = 2s。試求：3OP（ 1）原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的初相位；x /cm-510（ 2）寫出該波的波動(dòng)方程；解（ 1） 由曲線圖可知 ， A =10cm, = 20cm ；（ 2 分）= 2= s-1 ,u = = 20 = 10cm s-1 。（2 分）TT 2t = 1 s時(shí)刻原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向沿由于波沿 x 軸正向傳播，y 軸負(fù)方向。3.根據(jù)旋轉(zhuǎn)矢量圖t =1時(shí)刻原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位為 12st333原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)初相位為（4 分）（2）波動(dòng)方程為3t1 s3Axy 10cos(t)分）cm （ 3t103-5Oy7、兩相干波源位于同一介質(zhì)中的 A 、B 兩點(diǎn)，其振幅相同，頻率皆為 100 Hz ， B 比 A 的相位超前 ，若 A 、 B 相距 6 m , 波速為 400 m/s , 試求 AB 之間因干涉而靜止的點(diǎn)的位置 .AB6 m解： B A（ 2 分）u4m （2 分）設(shè)所求