sfmAAA大学物理答案.doc

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1、第5章机械波yxABCOu5-1一个余弦横波以速度u沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如图所示．试分别指出图中A、B、C各质点在该时刻的运动方向。A；B；C。答：下上上5-2关于振动和波,下面几句叙述中正确的是［］(A)有机械振动就一定有机械波；(B)机械波的频率与波源的振动频率相同；(C)机械波的波速与波源的振动速度相同；(D)机械波的波速与波源的振动速度总是不相等的。答：(B)5-3一平面简谐波的表达式为(SI)，其角频率w=，波速u=，波长l=。解：w=125rad;，u=33817.0m5-4频率为500Hz的波，其波速为350m

2、/s，相位差为2π/3的两点之间的距离为_。解：∆，=0.233m5-5一平面简谐波沿x轴负方向传播。已知在x=-1m处质点的振动方程为(SI)，若波速为u，则此波的表达式为。14答：(SI)OPy（m）5mu=20m/s0.050.15-6一平面简谐波沿Ox轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示，则P处介质质点的振动方程是［］。(A)(SI)；(B)(SI)；(C)(SI)；(D)(SI)。解：答案为(A)确定圆频率：由图知m，u=20m/s，得确定初相：原点处质元t=0时，、，所以5-7一平面简谐波的表达式为，其中表示；表示；y

3、表示。答：-x/u是表示x处的质点比原点处的质点多振动的时间（x>0表明x处的质点比坐标原点处的质点少振动x/u的时间，x<0表明x处的质点比坐标原点处的质点多振动x/u的时间）。-是表示x处的质点超前于坐标原点的相位（x>0表明x处的质点在相位上落后于坐标原点，x<0表明x处的质点在相位上超前于坐标原点）。y表示x处的质点在t时刻离开平衡位置的位移。5-8已知波源的振动周期为4.00×10-2s，波的传播速度为300m·s-1，波沿x轴正方向传播，则位于x1=10.0m和x2=16.0m14的两质点振动相位差的大小为。答：5-9一列

4、平面简谐波沿x轴正向无衰减地传播，波的振幅为2×10-3m，周期为0.01s，波速为400m∙s-1。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，则该简谐波的表达式为。答：波沿x轴正向无衰减地传播，所以简谐波的表达式为的形式。其中；由、，知，代入上式，得m5-10一简谐波，振动周期s，波长l=10m，振幅A=0.1m.当t=0时刻，波源振动的位移恰好为正方向的最大值．若坐标原点和波源重合，且波沿Ox轴正方向传播，求:(1)此波的表达式；(2)时刻，处质点的位移；(3)时刻，处质点振动速度。解：(1)O点的振动方程为m向x

5、轴正向传播的波的波动方程为(2)将代入波动方程，得位移=0.1m(3)质点振动速度为m/s14将代入上式，得速度5-11如图，一平面波在介质中以波速u=10m·s-1沿x轴负方向传播，已知A点的振动方程为[SI]。（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；（3）A点左侧2m处质点的振动方程；该点超前于A点的相位。xABu解：（1）m（2）m（3）m，即比A点相位落后5-12图示一平面简谐波在t=1.0s时刻的波形图，波的振幅为0.20m，周期为4.0s，求（1）坐标原点处质点的振动方程；（2

6、）若OP=5.0m，写出波函数；（3）写出图中P点处质点的振动方程。y（m）x（m）AOP传播方向14解：如图所示为t=0时的波形图，可见t=0原点处质点在负的最大位移处，所以。（1）坐标原点处质点的振动方程为m（2）波函数为习题5-12解题用图m（3）P点的坐标x=5.0m代入上式，得P点的振动方程为m5-13已知一列机械波的波速为u,频率为,沿着x轴负方向传播．在x轴的正坐标上有两个点x1和x2．如果x1＜x2,则x1和x2的相位差为[](A)0(B)(C)(D)答：（B）习题5-13解答用图5-14如图所示，一简谐波沿BP方向传

7、播，它在B点引起的振动方程为。另一简谐波沿CP方向传播，它在C点引起的振动方程为。P点与B点相距0.40m，与C点相距0.50m。波速均为u＝0.20m×s-1。则两波在P的相位差为。答：145-15如图所示，S1和S2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为的简谐波，P点是两列波相遇区域中的一点，已知，，两列波在P点发生相消干涉．若S1的振动方程为，则S2的振动方程为［］(A);(B);(C);(D)。答：答案为（D）。设S2的振动方成为，在P点两波的相位差为解得可记为。习题5-16解答用图习题5-16解答用图5-16如

8、图所示，S为点波源，振动方向垂直于纸面，和是屏AB上的两个狭缝，＝a。⊥AB，并且＝b。x轴以为坐标原点，并且垂直于AB。在AB左侧，波长为；在AB右侧，波长为。求x轴上两波相遇点的相位差。解：如解答用图所示，坐标为x的