振动波动检测题解答幻灯片.ppt

《振动波动检测题解答幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《振动波动检测题解答幻灯片.ppt（70页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、振动波动检测题解答第1页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:弹簧下只挂弹簧下只挂m1时时再挂了再挂了m2时时由由(1)、(2)两式可得两式可得第2页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答应该选应该选 B第3页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答2 一简谐振动曲线如图所示一简谐振动曲线如图所示,则振动周期为则振动周期为 A,2.62s;B,2.40s;C,2.20s;D,2.00s.第4页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振

2、动和波动检测题部分解答解解:振动方程为振动方程为当当t=0时时,第5页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答应该选应该选 B第6页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 3 一质点做简谐振动一质点做简谐振动,其振动方程为其振动方程为 .在求质点的振动动能时在求质点的振动动能时,得到下面得到下面5个表达式：个表达式：第7页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答其中其中m是质点的质量是质点的质量,k是弹簧的劲度系数是弹簧的劲度系数,T是周期是周期,这些表达式中这

3、些表达式中 A,(1)、(4)是对的是对的;B,(2)、(4)是对的是对的;D,(3)、(5)是对的是对的;C,(1)、(5)是对的是对的;E,(2)、(5)是对的是对的第8页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:应该选应该选 C第9页，共70页，编辑于2022年，星期六 4 右图为沿右图为沿x轴负方向传播的平面简谐波轴负方向传播的平面简谐波在在t=0时刻的波形时刻的波形.若波的表达式以余弦函数若波的表达式以余弦函数表示表示,则则O点处质点振动的初相为点处质点振动的初相为 振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答第10页，共70页，编

4、辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:O点在点在t=0时的位移为时的位移为振动速度振动速度 作出旋转矢量图作出旋转矢量图,得其初相为得其初相为应该选应该选 D第11页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答C 波长为波长为 ;5 一以平面简谐波的表达式为一以平面简谐波的表达式为 式中式中A、B、C为正的常数为正的常数,则则 A 波速为波速为C;B 周期为周期为1/B;D 角频率为角频率为解解:第12页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答应该选应该选 C第13页，共7

5、0页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 6 一平面简谐波以速度一平面简谐波以速度u沿沿x轴正方向传播轴正方向传播,在在t=t时刻波形曲线如图所示时刻波形曲线如图所示,则坐标原点则坐标原点O的的振动方程为振动方程为 第14页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:设设O点的振动方程为点的振动方程为作出旋转矢量图如图作出旋转矢量图如图,则则第15页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答应该选应该选 D第16页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分

6、解答振动和波动检测题部分解答 7 一简谐波沿一简谐波沿Ox轴正方向传播轴正方向传播,t=0时刻时刻波形曲线如图所示波形曲线如图所示.已知周期为已知周期为2s,则则P点处点处质点的振动速度质点的振动速度v与与t的关系曲线为的关系曲线为 A0.512B0.512D0.521C0.512第17页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:设设O点的振动方程为点的振动方程为t=0时时,由旋转矢量法可得由旋转矢量法可得:第18页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答又又当当 时时,应该选应该选 A第19页，共70

7、页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 8 一平面简谐波在弹性媒质中传播一平面简谐波在弹性媒质中传播,在煤质在煤质质元从平衡位置运动到最大位移的过程中质元从平衡位置运动到最大位移的过程中 A 它的动能转化为它的动能转化为势能势能;C 它从相邻的一段质元获得能量它从相邻的一段质元获得能量,其能量其能量逐步增大逐步增大;D 它把自己的能量传递给相邻的一段质它把自己的能量传递给相邻的一段质元元,其能量逐步减小其能量逐步减小.B 它的势能转化为动能它的势能转化为动能;应该选应该选 D解解:由题意由题意,质元的能量在减小质元的能量在减小第20页，共70页，编辑于20

8、22年，星期六 9 如图所示如图所示,和和 为两相干波源为两相干波源,他们的振他们的振动方向均垂直于图面动方向均垂直于图面,发出波长为发出波长为 的简谐波的简谐波,P点是两列波相遇区域中的一点点是两列波相遇区域中的一点,已知已知 ,两列波的两列波的P点发生相消干涉点发生相消干涉.若若 的的振动方程为振动方程为 ,则则 的振动方的振动方程为程为 振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答第21页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:设设则则由题意由题意或或应该选应该选 D第22页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答

9、振动和波动检测题部分解答 10 沿着相反方向传播的两相干波沿着相反方向传播的两相干波,其表达其表达式为式为 和和 .叠加后形成的驻波中叠加后形成的驻波中,波节的位置坐标为波节的位置坐标为 第23页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:此处为波节的位置此处为波节的位置时时应该选应该选 D第24页，共70页，编辑于2022年，星期六 11 一质点做简谐振动一质点做简谐振动,速度最大值为速度最大值为vm=5cm/s,振幅振幅A=2cm.若令速度具有正最大值的那一时刻若令速度具有正最大值的那一时刻为为t=0,则振动表达式为则振动表达式为_振动和波动检

10、测题部分解答振动和波动检测题部分解答二二 填空题填空题作出旋转矢量图得作出旋转矢量图得解解:时时,第25页，共70页，编辑于2022年，星期六 12 一简谐振子的振动曲线如图所示一简谐振子的振动曲线如图所示,则以余弦则以余弦函数表示的振动方程为函数表示的振动方程为_.振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答12解解:时时,作出旋转矢量图得作出旋转矢量图得第26页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 13 一质点同时参与了三个简谐振动一质点同时参与了三个简谐振动,它们它们是是 ,合振动的运动方程为合振动的运动方程为_解解:第27页，共70页

11、，编辑于2022年，星期六 14 设沿弦线方向传播的一列入射波的表达设沿弦线方向传播的一列入射波的表达式为式为 ,波在波在x=L处处(B点点)发生反射发生反射,反射点为固定端反射点为固定端,如图所示如图所示.假设波在假设波在传播和反射的过程中振幅不变传播和反射的过程中振幅不变,则反射波的表则反射波的表达式为达式为 _.振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答第28页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:设设第29页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答或或第30页，共70页，编辑于2022

12、年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 15 如图所示如图所示,为一平面简谐波在为一平面简谐波在t=2s时刻的时刻的波形图波形图,波的振幅为波的振幅为0.2m,周期为周期为4s,则图中则图中P点点处质点的振动方程为处质点的振动方程为_.P传播方向传播方向解解:设设O点的振动方程为点的振动方程为作出旋转矢量图作出旋转矢量图时时,第31页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答第32页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 16 一简谐波沿一简谐波沿Ox轴轴负负方向传播方向传播,x轴上轴上

13、P1点点的振动方程为的振动方程为 .x轴上轴上P2点的坐标减去点的坐标减去P1点的坐标等于点的坐标等于 (为波为波长长),则则P2点的振动方程为点的振动方程为_.解解:第33页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 17(1)一列波长为一列波长为 的平面简谐波沿的平面简谐波沿x轴轴正方向传播正方向传播,已知在已知在 处的振动方程处的振动方程为为 ,则该平面简谐波的表达式则该平面简谐波的表达式为为_.(2)如果在上述波的波线上如果在上述波的波线上x=L()处放处放一如图所示的反射面一如图所示的反射面,且假设反射波的振幅为且假设反射波的振幅为A,则反射

14、波的表达式为则反射波的表达式为_.波疏波疏媒质媒质波密波密媒质媒质第34页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:(1)设设O点的振动方程为点的振动方程为所以波方程为所以波方程为由题意由题意第35页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(2)设设O点处反射波的初相为点处反射波的初相为 则则 第36页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答反射波表达式为反射波表达式为 第37页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解

15、答 18 如图所示如图所示,两相干波源两相干波源S1与与S2相距相距 ,为波长为波长.设两波在设两波在S1、S2连线上传播连线上传播,他们的他们的振幅都是振幅都是A,并且不随距离变化并且不随距离变化.已知在该直线已知在该直线上在上在S1左侧各点合成波强度为其中一个波强度左侧各点合成波强度为其中一个波强度的的4倍倍,则两波源应满足的相位条件是则两波源应满足的相位条件是_.第38页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:第39页，共70页，编辑于2022年，星期六 19 如右图所示如右图所示,波源波源S1和和S2发出的波在发出的波在P点相遇点相遇,

16、P点距点距S1和和S2的距离分别为的距离分别为 和和 ,为两列波在介质中的波长为两列波在介质中的波长,若若P点的合振幅总点的合振幅总是极大值是极大值,则两波在则两波在P点的振动频率点的振动频率_,波源波源S1的相位比的相位比S2的相位领先的相位领先_.振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答相同相同第40页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:第41页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 20 如右图所示如右图所示,S1和和S2为同相位的两相干波为同相位的两相干波源源,相距为相距为L,P

17、点距点距S1为为r;波源波源S1在在P点引起的振点引起的振动振幅为动振幅为A1,波源波源S2在在P点引起的振动振幅为点引起的振动振幅为A2,两波波长都是两波波长都是 ,则则P点的振幅为点的振幅为_第42页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:第43页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答三三 计算题计算题 21 一轻弹簧在一轻弹簧在60N的拉力下伸长的拉力下伸长30cm.现在现在把质量为把质量为4kg的物体悬挂在该弹簧的下端并使的物体悬挂在该弹簧的下端并使之静止之静止,再把物体向下拉再把物体向下拉

18、10cm,然后由静止释放然后由静止释放并开始计时并开始计时.求：求：(1)物体的振动方程物体的振动方程;(2)物体在平衡位置上方物体在平衡位置上方5cm时弹簧对物体的时弹簧对物体的拉力拉力;(3)物体从第一次越过平衡位置起到它运动到物体从第一次越过平衡位置起到它运动到上方上方5cm处所需要的最短时间处所需要的最短时间.第44页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:(1)t=0时时,建立坐标系如图建立坐标系如图,坐标原点在平衡位置坐标原点在平衡位置第45页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(2)

19、设弹簧下挂上设弹簧下挂上4kg物体时物体时,弹簧的伸长量弹簧的伸长量为为x0,则则第46页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(3)由题意作出旋转矢量图由题意作出旋转矢量图,则则第47页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 22 一质点在一质点在x 轴上作简谐振动轴上作简谐振动.选取该质点选取该质点向右运动通过向右运动通过A点时作为计时起点点时作为计时起点(t=0),经过经过2s后质点第一次经过后质点第一次经过B点点,再经过再经过2s后质点第二次后质点第二次经过经过B点点,若已知该质点在若已知该质点

20、在A、B两点具有相同的两点具有相同的速率速率,且且AB=10cm.求求:(1)质点的振动方程质点的振动方程;(2)质点在质点在A点处的速率点处的速率.第48页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:(1)由题意由题意,质点振动的平衡位置质点振动的平衡位置在在A、B的中点的中点O处处周期周期由题意作出旋转矢量图如图由题意作出旋转矢量图如图第49页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答第50页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(2)第51页，共70页，编

21、辑于2022年，星期六 23 如图所示如图所示,有一水平弹簧振子有一水平弹簧振子,弹簧的劲弹簧的劲度系数度系数k=24N/m,重物质量重物质量m=6kg,静止在水平静止在水平位置上位置上.设以一水平恒力设以一水平恒力F=10N向左作用于物向左作用于物体体(不计摩擦不计摩擦),使之由平衡位置向左移动了使之由平衡位置向左移动了0.05m时撤去力时撤去力F.当物体运动到左方最远位置开始当物体运动到左方最远位置开始计时计时,求物体的运动方程求物体的运动方程.振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答第52页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:

22、作出旋转矢量图如右图作出旋转矢量图如右图得得由题意由题意物体的运动方程为物体的运动方程为:第53页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 24 在竖直悬挂的轻弹簧下系一质量为在竖直悬挂的轻弹簧下系一质量为100g的物体的物体,当物体处于平衡状态时当物体处于平衡状态时,再对物体加一再对物体加一拉力使弹簧伸长拉力使弹簧伸长,然后从静止状态将物体释放然后从静止状态将物体释放.已知物体在已知物体在32s内完成内完成48次振动振幅为次振动振幅为5cm.求求:(1)上述的外加拉力为多大上述的外加拉力为多大?(2)当物体在平衡位置以下当物体在平衡位置以下1cm处

23、时处时,此振动系此振动系统的动能和势能各是多少统的动能和势能各是多少?第54页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:(1)如图如图t=0时时,第55页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(2)第56页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 25 已知一平面简谐波的表达式为已知一平面简谐波的表达式为 (SI)(1)求该波的波长求该波的波长 、频率、频率 和波速和波速 的值的值;(2)写出写出t=4.2s时刻各波峰位置的坐标表达式时刻各波峰位置的坐标表达

24、式,并求出此时刻离坐标原点最近的那个波峰的并求出此时刻离坐标原点最近的那个波峰的位置位置;(3)求求t=4.2s时离坐标原点最近的那个波峰通时离坐标原点最近的那个波峰通过坐标原点的时刻过坐标原点的时刻t.第57页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:(1)与波函数的一般表达式比较可知与波函数的一般表达式比较可知此波沿此波沿x轴负方向传播轴负方向传播第58页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(2)波峰处波峰处当当k=8时时,x=-0.4m离原点最近离原点最近第59页，共70页，编辑于2022年，

25、星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(3)波峰从原点到波峰从原点到-0.4m处需要时间处需要时间所以所以,波峰过原点的时刻波峰过原点的时刻第60页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 26 一列平面简谐波在煤质中以波速一列平面简谐波在煤质中以波速u=5m/s沿沿x轴正向传播轴正向传播,原点原点O处质元的振动曲线如图处质元的振动曲线如图所示所示.(1)求解并画出求解并画出x=25m处质元的振动曲线处质元的振动曲线;(2)求解并画出求解并画出t=3s时的波形曲线时的波形曲线.422第61页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波

26、动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:(1)由旋转矢量法可知由旋转矢量法可知t=0时时,第62页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答波方程为波方程为:曲线如图曲线如图:-2224第63页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答(2)t=3s时时波形曲线如图波形曲线如图21020-2第64页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 27 平面简谐波沿平面简谐波沿x轴正方向传播轴正方向传播,振幅为振幅为2cm,频率为频率为50Hz,波速为波速为200m/s

27、.在在t=0时时,x=0处的质处的质点正在平衡位置向点正在平衡位置向y轴正方向运动轴正方向运动,求求x=4m处煤处煤质质点振动的表达式及该点在质质点振动的表达式及该点在t=2s时的振动速时的振动速度度解解:(1)由旋转矢量法可知由旋转矢量法可知t=0时时,第65页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答波方程为波方程为4m处质点的振动方程为处质点的振动方程为t=2s时的振动速度为时的振动速度为第66页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答 28 一微波探测器位于湖岸水面以上一微波探测器位于湖岸水面以上0.

28、5m处处,一发射波长一发射波长21cm的单色微波的射电星从地的单色微波的射电星从地平线上缓慢升起平线上缓慢升起,探测器将相继指示出信号的探测器将相继指示出信号的极大值和极小值极大值和极小值.当接收到第一个极大值时当接收到第一个极大值时,射射电星位于湖面上什么角度电星位于湖面上什么角度?第67页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答解解:如图如图,过过S1做做S2P的垂线的垂线S1C,三角形三角形S1S2C相似于三角形相似于三角形OPO,则则当探测器接受到第一个当探测器接受到第一个极大值时极大值时(类似于洛埃镜实验类似于洛埃镜实验)第68页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答由由(1)到到(3)式可得式可得第69页，共70页，编辑于2022年，星期六振动和波动检测题部分解答振动和波动检测题部分解答第70页，共70页，编辑于2022年，星期六