机械波部分大作业详解.ppt

大作业题解,波动学基础,2019/5/15,P.2,一、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:,2019/5/15,P.3,2. 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,2019/5/15,P.4,解:,B,2019/5/15,P.5,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 ,解:,2019/5/15,P.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,2019/5/15,P.7,6. 如图所示，两列波长为的相干波在P点相遇。S1点的初位相是1 ，S1到P点的距离是r1；S2点的初相位是 2，S2到P点的距离是r2 , 以k代表零或正、负整数，则 P 点干涉极大的条件为： ,D,解:,2019/5/15,P.8,D,解: 设,因为x = 0处为波腹,2019/5/15,P.9, 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:,2019/5/15,P.10,二、填空题,3,300,1A、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 =_ ms-1。,解:,2019/5/15,P.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 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:,2019/5/15,P.12,3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:,2019/5/15,P.13,4一平面简谐波沿 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,2019/5/15,P.14,5 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:,2019/5/15,P.15,6 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:,2019/5/15,P.16,7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 I0 ，则 外侧各点合 成波的强度为_； 外侧各点合成波的 强度为_。,解:,2019/5/15,P.17,8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:,2019/5/15,P.18,解：(1),三、计算题,(2),2019/5/15,P.19,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),2019/5/15,P.20,解：(1),(2),(3) P点振动加强,2019/5/15,P.21,解：,4. 一弦线上驻波的波函数为 y = 2cos0.16xcos750t ， 式中长度单位为厘