物理练习--机械振动与机械波答案.docx

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1、.上海应用技术学院2013—2014学年第二学期《大学物理练习----机械振动与机械波》试卷答案课程代码:B122013学分:3.5考试时间:60分钟班级：学号：姓名:我已阅读了有关的考试规定和纪律要求，愿意在考试中遵守《考场规则》，如有违反将愿接受相应的处理。题号12345678910总分应得分12151610201116100实得分试卷共3页，请先查看试卷有无缺页，然后答题。1、一个和轻弹簧相连的小球，沿x轴作振幅为A、角频率为ω的简谐振动。若t=0时球的运动状态如下；画旋转矢量图并写出振动表达式。(1)x0A;A（2)过平衡位置向x正方向运动;(3)过x2处向x负方向运动;

2、A0Ax0xA0x2A(1)(2)(3)(1)xAcost(2)xAcost2(3)xAcost34每一旋转矢量图各3分,振动方程各1分,共12分)('..2、质量为100g的质点，其运动方程为x0.24cos(t)SI，（1）t=0时，23质点的位移和所受力的大小及方向？（2）质点由t=0位置再运动到0.12m所需要的最少时间？（3）质点在t=0时的速度、动能、势能和总能量。解：(1)t=0时x00.24cos0.12m-(2分)3Fkx0m2x00.1()20.123.0102(N)--(2分)2沿x轴的负向--(1分)At=0π/3(2)根据旋转矢量图242t0x833t2

3、.67s--(2分)t3第一次到达(3)v0dx0.24πsinπ0.326(ms-1)--(2分)dtt=023Ek1mv0210.10(0.326)25.31103(J)--(2分)22Ep121221(π223(J)--(2分)kx0mωx00.10)(0.12)1.77102222E=Ek+Ep7.08103J--(2分)、一物体沿x轴作简谐振动，振动曲线如图。（）分别给出t=0和t=7.5s时物31体的位置和速度方向，并画出相应的旋转矢量图；（2）求振幅、圆频率、初相、运动方程；x/cm解：（1）t0:xA,v<0，旋转2矢量如图（2分），10t7.5:x0,v>0，旋

4、转矢量如图（2分），0（2）A10cm（2分），52（2分），1035相位差（2分），6s1（2分），t92x10cos(t)cm（4分）7.5t(s)t=0π/30xt=7.5s'..4、已知质点参与了两个同方向同频率的简谐振动，其振动表达式分别为x10.04cos(2t)m，x20.04cos(2t)m，求合振动方程3解：合振动振幅：A0.04m--(4分)合振动初相：23--(4分)合振动方程：x2)(m)--(2分)0.04cos(2t35、如图所示是某个平面简谐波在t＝0时刻的波形图，已知波速u＝0.08米/秒沿x轴负向传播，求：y/mu＝0.08m/s（1）波长和周

5、期；（2）原点质点振动的初始条件和初相；0.05（3）原点振动方程；0.20（4）波动方程。O（5）x0.4m处质点的振动方程。x/m解：（1）A0.05m（2分），0.4m（2分），T5s（2分），u（2）原点质点t0:y0,v0，用旋转矢量法确定初相，2（2分）222（3）s1（2分）yx00.05cos(t)m（2分）T552（4）y0.05cos[2(tx)]m（4分）50.082（5）y0.4m0.05cos(2t5)m（4分）526、已知一沿x轴正向传播的平面简谐波，当y/cm110t=s时的波形如图所示，且周期T=2s。试求：3OP（1）原点处质点振动的初相位；x/

6、cm-510（2）写出该波的波动方程；解（1）由曲线图可知，A=10cm,λ=20cm；（2分）ω=2π=πs-1,u=λ=20=10cms-1。（2分）TT2t=1s时刻原点处质点的运动方向沿由于波沿x轴正向传播，y轴负方向。3'..根据旋转矢量图t=1时刻原点处质点的振动相位为ωπ12πst333原点处质点的振动初相位为π（4分）（2）波动方程为3t1s3Axπy10cos[π(t)分）]cm（3ωt103-5Oy7、两相干波源位于同一介质中的A、B两点，其振幅相同，频率皆为100Hz，B比A的相位超前π，若A、B相距6m,波速为400m/s,试求AB之间因干涉而静止的点的位

7、置.AB6m解：BAπ（2分）u4m（2分）设所求点到A点的距离为x，则到B点的距离为（6-x）BA2π(6x)x(2k1)π（6分）xx(32k)mk0,1（4分）距A点x1m，3m，5m共3个静止点。（2分）'.