机械波部分大作业详解课件

,*,P.,*,大作业题解,波动学基础,2024/8/10,1,大作业题解波动学基础2023/8/211,一、选择题,D,频率为,500 Hz,的机械波，波速为,360 m/s,，则同一波线上相位差为,/3,的两点相距为,(A)0.24m (B)0.48m,(C)0.36m (D)0.12m,解,:,2024/8/10,2,一、选择题D频率为 500 Hz 的机械波，波速为 360,2.,下列叙述中不正确的是：,(A),在波的传播方向上，相位差为,2,的两质元,间的距离称波长；,(B),机械波实质上就是在波的传播方向上，介,质各质元的集体受迫振动；,(C),波由一种介质进入另一种介质后，频率、,波长、波速均发生变化；,(D),介质中，距波源越远的点，相位越落后。,C,2024/8/10,3,2.下列叙述中不正确的是：C2023/8/213,3.,已知,t,=0.5 s,时的波形如图所示，波速大小,u,=10m/s,若此时,P,点处介质元,的振动动能在逐渐增大，则波函数为,解,:,B,2024/8/10,4,3.已知 t=0.5 s 时的波形如图所示，波速大小u,B,4.,在同一介质中两列相干的平面简谐波的强度,之比是 ，则两列波的振幅之比是,(A),(D),(C),(B),解,:,2024/8/10,5,B 4.在同一介质中两列相干的平面简谐波的强度(A)(D,5.,当一平面简谐机械波在弹性介质中传播时，下列各结论哪个是正确的,?,(A),介质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒；,(B),介质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但两者的相位不相同；,(C),介质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但两者的数值不相等；,(D),介质元在其平衡位置处弹性势能最大。,D,2024/8/10,6,5.当一平面简谐机械波在弹性介质中传播时，下列各结论哪个,6.,如图所示，两列波长为,的相干波在,P,点相遇。,S,1,点的初位相是,1,，,S,1,到,P,点的距离是,r,1,；,S,2,点的初相位是,2,，,S,2,到,P,点的距离是,r,2,以,k,代表零或正、负整数，则,P,点干涉极大的条件为：,D,解,:,2024/8/10,7,6.如图所示，两列波长为的相干波在P点相遇。S1点的初位,D,7.,在弦线上有一简谐波，其表达式为,为了在此弦线上形成驻波，且,在,x,=0,处为波腹,，此弦线上还应有一简谐波，其表达式为,(SI),(SI),(SI),(SI),(SI),(A),(B),(C),(D),解,:,设,因为,x,=0,处为波腹,2024/8/10,8,D7.在弦线上有一简谐波，其表达式为(SI)(SI)(S,B,8.,描述电磁波的物理量,E,，,H,，,u,之间的关系是：,(A),三者互相垂直，,E,和,H,的,相位差为,/2.,(B),三者互相垂直，,E,，,H,，,u,构成右旋直角坐标系,.,(C),E,和,H,是同方向的，都与,u,垂直,.,(D),E,和,H,的夹角是任意的，但其方向都必须与,u,垂直,.,解,:,2024/8/10,9,B 8.描述电磁波的物理量 E，H，u 之,二、填空题,3,300,1,A,、,B,是简谐波波线上的两点。已知,B,点的相位落后于,A,点 ，,A,、,B,两点相距,0.5 m,，波的频率为,100 Hz,，则该波的波长,=,m,，波速,u,=_ m,s,-1,。,解,:,2024/8/10,10,二、填空题33001A、B 是简谐波波线上的两点。已知,2.,一列平面简谐波沿,x,轴正向无衰减地传播，波的振幅为,m,，周期为,0.01s,，波速为,400 m/s,。当,t,=0,时,x,轴原点处的质元正通过平衡位置向,y,轴正方向运动，则该简谐波的波函数为,_,。,解,:,2024/8/10,11,2.一列平面简谐波沿 x 轴正向无衰减地传播，波的振幅为,3,已知某平面简谐波,波源,的振动表达式为,(SI),波速为,2,m/s,，则离波源,5,m,处,质点的振动表达式为,_,。,解,:,2024/8/10,12,3已知某平面简谐波波源的振动表达式为解:2023/8/21,4,一平面简谐波沿,x,轴负方向传播，已知,x,=-1 m,处质点的振动表达式为,若波速为,u,，则此波的波函数为,_,。,解,:,比较波动方程形式,2024/8/10,13,4一平面简谐波沿 x 轴负方向传播，已知解:比较波动方程,5,在截面积为,S,的圆管中，传播一平面简谐波，其波函数为 ，管中波的平均能量密度是 ，则,通过截面积,S,的平均能流,是,。,解,:,2024/8/10,14,5 在截面积为 S 的圆管中，传播一平面简谐波，其波函数,6,两相干波源 和 的振动表达式分别是,距离,P,点,3,个波长，距离,P,点,4.5,个,波长设波传播过程中振幅不变，则两波同,时传到,P,点时，在,P,点引起的合振动的振幅,是,_,。,0,解,:,2024/8/10,15,6 两相干波源 和 的振动表达式分别是,7,如图所示，、为相干波源，相距,1/4,波长，,的相位较 超前 ，若两波在 连线上,传播时各自的强度均为,I,0,，则 外侧各点合,成波的强度为,_,；外侧各点合成波的,强度为,_,。,解,:,2024/8/10,16,7如图所示，、为相干波源，相距1/4 波长,8,正在报警的警钟，每隔,0.5,秒钟响一声，一声接一声地响着。有一个人在以,60,公里,/,小时的速度向警钟所在地接近的火车中，则这个人在,5,分钟内听到,_,响。,解,:,2024/8/10,17,8正在报警的警钟，每隔0.5秒钟响一声，一声接一,解：,(1),三、计算题,(2),1.,如图，一平面简谐波在介质中以速度,u,=20 m/s,沿,x,轴负方向传播，已知,A,点的振动表达式为,y,=3cos4,t,(SI),，试求,:,(1),以,A,点为坐标原点写出波函数,;,(2),以距,A,点,5m,处的,B,点为坐标原点，写出波函数。,2024/8/10,18,解：(1)三、计算题(2)1.如图，一平面简谐波在介,解,：,(1),波函数：,2.,如图所示为一平面简谐波在,t,=0,时刻的波形图，设此简谐波的频率为,250Hz,，且此时质点,P,的运动方向向下，求,:(1),该波的波函数；,(2),在,距原点为,100m,处,质点的振动表达式与振动速度表达式。,(2),2024/8/10,19,解：(1)波函数：2.如图所示为一平面简谐波在 t=,解：,(1),(2),(3),P,点振动加强,3.,如图所示，两相干波源，其振动表达式分别为,它们在,P,点相遇。已知波速,u,=20 cm/s,，,PS,1,=40cm,，,PS,2,=50cm,。试求：,(1),两列波的波函数；,(2),两列波传播到,P,点的相位差；,(3)P,点的振动是加强还是减弱。,2024/8/10,20,解：(1)(2)(3)P点振动加强 3.如图所示，两,解：,4.,一弦线上驻波的波函数为,y,=2cos0.16,x,cos750,t,，,式中长度单位为厘米，时间单位为秒。试问,(1),组成此驻波的两列波的振幅及波速各为多少？,(2),相邻两波节间的距离为多大？,(3),t,=210,-3,s,时刻,位于,x,=5 cm,处的质点的振动速度是多大？,2024/8/10,21,解：4.一弦线上驻波的波函数为 y=2cos0.16x,