大学物理规范作业(本一)15解答PPT资料.ppt
- 文档编号:6882379
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:PPT
- 页数:21
- 大小:1.02MB
大学物理规范作业(本一)15解答PPT资料.ppt
《大学物理规范作业(本一)15解答PPT资料.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学物理规范作业(本一)15解答PPT资料.ppt(21页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
,利用旋转矢量法,如图示,与第一个谐振动的位相差为,4,3.质量为m,劲度系数为k的弹簧振子在t=0时位于最大位移x=A处,该弹簧振子的振动方程为x=_;
在t1_时振子第一次达到x=A/2处;
t2_时振子的振动动能和弹性势能正好相等;
t3_时振子第一次以振动的最大速度vm_沿轴正方向运动。
解:
依题意,弹簧振子的振动方程:
振子第一次到达x=A/2处时位相变化=/3,有:
5,振动动能和弹性势能正好相等时,有:
即:
解得:
振子第一次以振动的最大速度vm沿轴正方向运动时,位相变化=3/2,有:
6,4.一平面简谐波沿x轴正向传播,振幅为A,频率为,传播速度为u,t=0时,在原点O处的质元由平衡位置向y轴正方向运动,则此波的波动方程为_;
距离O点3/4处的P点(如图所示)的振动方程为_;
若在P点放置一垂直于x轴的波密介质反射面,设反射时无能量损失,则反射波的波动方程为_;
入射波和反射波因干涉而静止的各点位置为x=_。
7,解:
依题意,O点振动方程为:
波动方程为:
将x=3/4代入波动方程,得P点的振动方程:
若在P点放置一垂直于x轴的波密介质反射面,这时存在半波损失现象。
因P点是波节位置,而相邻波节之间的距离为/2;
故入射波和反射波因干涉而静止的各点位置为x=3/4,/4,8,5.如图所示,地面上波源S所发出的波的波长为,它与高频率波探测器D之间的距离是d,从S直接发出的波与从S发出的经高度为H的水平层反射后的波,在D处加强,反射线及入射线与水平层所成的角相同。
当水平层升高h距离时,在D处再一次接收到波的加强讯号。
若Hd,则。
分析:
当水平层和地面相距为H时,D处波程差为:
当水平层升高h距离时,D处的波程差为:
h=/2,9,6.一平面余弦波在直径为0.14米的圆柱形玻璃管内传播,波的强度9103J/m2s,频率300Hz,波速300m/s,波的平均能量密度为_,最大能量密度为_;
在位相相差为2的两同相面间的能量为_J。
波强由,平均能量密度为,能量密度为,最大能量密度为,10,相邻两同相面间的能量为,11,二、计算题,1.一质量为10g的物体作直线简谐振动,振幅为24cm,周期为4s,当t=0时,位移x=24cm。
(1)t=0.5s时作用在物体上合力;
(2)由起始位置运动到x12cm处所需最少时间。
A=0.24m,,设,有:
振动方程为:
负号表示F的方向沿X轴负向。
12,得:
(2)当质点从由起始位置运动到x12cm处时,旋转矢量转过的角度为:
13,2劲度系数分别为k1、k2的两个弹簧按图1、2的方式连接,证明质点m做简谐振动,并求振动频率。
图1中m偏离平衡位置为x时,k1、k2变形为x1、x2:
两弹簧受力相同有,得到:
质点m受力为:
符合简谐振动方程,等效弹性系数,14,频率:
图2中m向右偏离平衡位置为x时,k1、k2变形为x,产生弹力均指向左侧:
易见相当于弹性系数为k=k1+k2,频率为,15,3.据报道,1976年唐山大地震时,当地某居民曾被猛地向上抛起2m高。
设地震横波为简谐波,且频率为lHz,波速为3kms,它的波长多大?
振幅多大?
。
人离地的速度即是地壳上下振动的最大速度,为,地震波的振幅为,地震波的波长为,16,4.一平面简谐波在t=0时的波形曲线如图所示:
(1)已知u=0.08m/s,写出波函数;
(2)画出t=T/8时的波形曲线。
(1)由图知,,又由图知,t=0,x=0时,y=0,因而=/2,波函数为:
(2)t=T/8时的波形曲线可以将原曲线向x正向平移/8=0.05m而得到。
17,5.如图所示,一圆频率为、振幅为A的平面波沿x轴正方向传播,设在t=0时刻波在原点处引起的振动使媒质元由平衡位置向y轴的负方向运动。
M是垂直于x轴的波密媒质反射面。
已知OO=7/4,PO=/4(为该波的波长),并设反射波不衰减。
试求:
(1)入射波与反射波的波动方程;
(2)合成波方程;
(3)P点的合振动方程。
设O处振动方程为,因为当t=0时,由旋转矢量法可知:
则O点振动方程为,入射波波动方程为:
18,入射波波动方程为:
入射波在O处入射波引起的振动为:
由于M为波密介质,反射时,存在半波损失,有:
(视为反射波源),所以反射波方程为:
19,所以反射波方程为:
合成波方程为:
所以P点的合振动方程为:
20,6.图为一横波在t=3T/4(T为周期)时刻的波形图,写出波函数,以及t=0时刻坐标原点振动表达式。
解1:
设t=t-3T/4,则该图是t=0时的波形图。
由图可知,t=0时坐标原点v0,由旋转矢量法知初位相为0,波函数为:
t=t-3T/4,T=/u=1s带入:
21,坐标原点的振动方程,解法2:
将坐标原点向右侧移动,得到t=0时刻波形如右图,可见t=0时,x=0处v0。
由旋转矢量法得初位相为,解得:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学物理 规范 作业 15 解答