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文档简介

1、一平面简谐波沿轴负向传播,波长=1.0 m,原点处质点的振动频率为=2. 0 Hz,振幅0.1m,且在=0时恰好通过平衡位置向轴负向运动,试求:(1) 此平面波的波动方程; (2) 质点振动时的最大速度和最大加速度; (3) 任一时刻,在波的传播方向上相距为5 m的两点的位相差。 解: (1) =1.0 m, =2. 0 Hz, 0.1m由于 时,2分 2分 取波动方程为则有 4分 (2) 2分 2分 (3)2、图为一个作谐振动的质点振动的曲线,试求:(1)质点作谐振动的谐振动方程;(2) 如果质量为,在处质点的总能量;(3) 与两个时刻的位相差. 解:(1) 2分 时,2分 .# 4分 故 (2)由于谐振动中能量守恒,故在任一位置处或任一时刻的系统的总能量均为2分 2 分 (3) 3、一质量为的物体作谐振动,振幅为,周期为,当时位移为试求:(1) 振动方程;(2) 在处物体的总能量(3) 与两个时刻的位相差;解:(1) 由题已知 2分 2分 又,时,4分 故振动方程为 (2) 由于谐振动中能量守恒,故在任一位置处或任一时刻的系统的总能量均为2分 2 分 (3) 4、(12分)做简谐运动的小球,速度最大值为,振幅,若从速度为正的最大值的某个时刻开始计时(1)求振动的周期;(2)求加速度的最大值;(3)写出振动表达式。3、(12分) 解:(1)由可知,速度最大值,可得振动的周期为 2分角频率。 2分(2)由可知,加速度最大值为 2分(3)因速度为正的最大值时为时间零点,即,则初位相, 3分振动表达式为: 3分5、一弹性系数为 k = N.m-1 的轻弹簧方在光滑的水平面上,左端固定,右端系一质量m=0.36kg的物体。(1)把物体从平衡位置向右拉到x = 0.08m处停下后再释放,求简谐运动方程;(2)求t =2s时,物体的位移和所受的力。ox解:(1)振动的圆频率:由 由旋转矢量 所求简谐运动方程为: (6分)(2)将t=2s代入上式,得: (2分) (2分)6、如图所示,质量为m1=0.01kg的子弹以v0=1000ms-1的水平速度射向并嵌入一质量为m2 =4.99kg的木块,木块与一劲度系数为k=8000N.m-1、一端固定的轻弹簧相连接。子弹射入前,木块自由静止在光滑水平面上。试问:(1)木块被击后那一瞬时的速度;(2)木块被击后弹簧被压缩的最大长度;XO(3)木块振动运动学方程。(以平衡位置为坐标原点,如图所示的坐标系并以木块开始振动时为计时起点) 解:(1)木块被击后那一瞬时的速度由动量守恒定律得:m0v0=(m0+M)vv= m0 v0/(m0+M) =2m/s (4分)(2)木块被击后弹簧被压缩的最大长度由机械能守恒定律得: 1/2(m0+M)v2=1/2 KA2A=0.05 m (2分)(3)木块的振动方程:由于该系统为弹簧振子,

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