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文檔簡介

頭表示該波的傳播方向。試分別用小箭頭表明圖中A、B、C、D、E、F、G、H、I各質點的運動方向,并畫出經過1/4周期后的波形曲線。例設某一時刻繩上橫波的波形曲線如下圖所示,水平箭12(A)例如圖所示一向右傳播的簡諧波在t=0時刻的波形,已知周期為2

s,則P點處質點的振動速度與時間的關系曲線為:P*P點振動圖12(C)(B)1212(D)BCP

例如圖所示一向右傳播的簡諧波在t時刻的波形BC為波密介質的反射面,則反射波在t時刻的波形圖為:答:(B)P點兩振動反相(C)(D)(A)PPP(B)P例一平面簡諧波動在彈性介質中傳播時,在傳播方向上介質中某質元在負的最大位移處,則它的能量是(A)動能為零,勢能最大(B)動能為零,勢能為零(C)動能最大,勢能最大(D)動能最大,勢能為零例在駐波中,兩個相鄰波節間各質點的振動(A)振幅相同,相位相同(B)振幅不同,相位相同(C)振幅相同,相位不同(D)振幅不同,相位不同例

已知t=0時的波形曲線為Ⅰ,波沿Ox方向傳播,經t=1/2s后波形變為曲線Ⅱ。已知波的周期T>1s,試根據圖中給出的條件求出波的表達式,并求A點的振動方程。解:波速:y/cmx/cm123456ⅠⅡ1cmAO方法一:原點振動方程:y/cmx/cm123456ⅠⅡ1cmAO波動方程:A點振動方程:y/cmx/cm123456ⅠⅡ1cmAOA點振動表達式:初始條件:波動表達式:方法二:y/cmx/cm123456ⅠⅡ1cmAO例一平面簡諧波在t=0時刻的波形圖如圖,設頻率

250Hz,且此時P點的運動方向向下,求:(1)該波的波函數;解波向軸負向傳播OP(2)求在距原點O為100m處質點的振動方程與振動速度表達式.P例圖示為一平面簡諧波在t=0時的波形圖,求(1)該波的波動方程;(2)P處質點的振動方程。解:(1)由圖知:A=0.04m,=0.40m,且O處質點t=0時,

又故波動方程為:取P(2)P處質點的振動方程為:解:*由圖可看出O點的振動超前于B點 ∴O點的振動方程為而這列波沿x軸正向傳播例設有一平面簡諧波頻率為,振幅為A以波速u沿x軸正向傳播,已知波線上距原點為d的B點的振動方程為試寫出其波動方程。∴波動方程為∴O點的振動方程為

**若B點在原點左邊,即如下圖,此時O點的振動落后于B點***若這列波沿x軸負向傳播,且B點在原點的右方,****若這列波沿x軸負向傳播B點在原點的左方例有一平面簡諧波沿x軸方向傳播,在距反射面B為L處的振動規律為y=Acost,設波速為u,反射時無半波損失,求入射波和反射波的波動方程。解:入射波方程:反射波方程:xOBxLuu(1)以A為坐標原點,寫出波函數ABCD5m9m8m

例一平面簡諧波以速度沿直線傳播,波線上點A的簡諧運動方程.(2)以B為坐標原點,寫出波函數.ABCD5m9m8m(3)寫出傳播方向上點C、點D的簡諧運動方程.ABCD5m9m8m點C的相位比點A超前點D的相位落后于點AABCD5m9m8m(4)分別求出B、C,C、D兩點間的相位差.

一簡諧波沿Ox軸正向傳播,已知振幅、頻率和速度分別為A,,u,設

t=t

時的波形曲線如圖所示,求:(1)

x0

處質點振動方程;(2)該波的波函數.

(2)波函數解(1)

例一簡諧波沿Ox軸正向傳播,=4m,T=4s,已知x=0點振動曲線如圖所示,求:(1)

x=0點振動方程;(2)波函數.波函數

例S1、S2為兩相干波源,它們的振動方向均垂直于畫面并發出波長為的簡諧波,P點是兩列波相遇區域中的一點,距離如圖,P點發生相消干涉,S1的振動方程為.求S2的振動方程.解***S1S2AB

例干涉消聲器結構原理圖,當發電機噪聲經過排氣管達到A時分成兩路在B

點相遇,聲波干涉相消,若頻率,則彎管與直管的長度差至少應為多少?(聲波的速度)實際應用時,常將不同頻率的消聲器串接在一起.

干涉相消時解

兩相干波源位于同一介質中的A、B兩點,其振幅相同,頻率皆為100Hz,

B比A

的相位超前,若A、B相距30.0m,波速為400m/s

,試求AB

連線上因干涉而靜止的點的位置.解(1)A

點左側全部加強(2)B點右側全部加強(3)A、B兩點間**AB例

AB為兩相干波源,振幅均為5cm,頻率為100Hz,波速為10m/s。A點為波峰時,B點恰為波谷,試確定兩列波在P點干涉的結果。解:設A比B超前反相位P點靜止15mABP20m振幅例s1、s2是兩相干波源,相距,s1比s2的周相超前,設兩波源在s1、s2的連線上的強度相同且不隨距離變化,問s1、s2的連線上,s1外側各點的合成強度如何?s2外側各點的強度又如何?解:1、設p為 外側的一點,且有(干涉相消)P點的合振幅為零,2、設Q為 外側的一點,解:(1)

1=2,在BC間取一P點(如圖)BP=r1=xCP=r2=30

x

例B、C為處在同一媒質中相距30m的兩個相干波源,它們產生的相干波波長都為4m,且振幅相同。求下列兩種情況下,BC連線上因干涉而靜止的各點的位置:(1)B、C兩波源的初相位角1=2;(2)B點為波峰時,C點恰為波谷。xCBPx30x由題意,應有代入數值x=2k+16k=0,1,2,

x=0,2,4,…,30m為靜止點(x=0,30為波源)(2)B點為波峰時,C點恰為波谷,說明12=

x=1,3,5,…,29m為靜止點。例如圖所示,兩列相干平面簡諧橫波,在兩種不同的媒質中傳播,并在分界面上的P點相遇.頻率v=100Hz,振幅AA=AB=1.00×10-2m,SА的位相比SB的位相超前π/2.在媒質1中波速uА=400m/s,在媒質2中的波速uБ=500m/s,SАP=rА=4.00m,SBP=rB=3.75m,求P點的合振幅。rArBPSASB解:A=AА+AB=2.00×10-2m例兩相干波源S1和S2的間距為d=30m,且都在x軸上,S1位于原點O。設由兩波源分別發出兩列波沿x軸傳播,強度保持不變。x1=9m和x2=12m處的兩點是相鄰的兩個因干涉而靜止的點。求兩波長和兩波源間最小相位差。解:設S1和S2的振動相位分別為:x1點的振動相位差:OS1S2x1x2dx(1)x2點的振動相位差:(2)-(1)由(1)式k=-2,-3時相位差最小OS1S2x1x2dx(2)例

在弦線上有一簡諧波,其表達式為:為了在此弦線上形成駐波,并且在x=0處為一波節,此弦上還應有一簡諧波,求其表達式。解:反向波因為x=0處為波節

例利用多普勒效應監測車速,固定波源發出頻率為

的超聲波,當汽車向波源行駛時,與波源安裝在一起的接收器接收到從汽車反射回來的波的頻率為.已知空氣中的聲速為,求車速.

解(1)車為接收器(2)車為波源車速例火車以20m/s的速度行駛,若機車汽笛的頻率為500Hz,問:(1)一靜止觀察者在機車前和機車后所聽到的聲音頻率各為多少?(2)設另有一列火車上有乘客,當該列火車以10m/s的速度駛近或駛離第一列火車,乘客聽到的聲音頻率各為多少?(已知空氣中聲波的速率為340m/s。)解:

一平面機械波沿x軸負方向傳播,已知x1m處質點的振動方程為,若波速為u求此波的波函數.波函數解例一列平面簡諧波以波速u沿x軸正方向傳播,波長為。已知在x0=處的質元振動表達式為試寫出波動方程。將代入,有解:或者由原點的位相超前為所以向正方向的波動方程為解:(1)聲波在空氣中的速度與聲源的運動無關,例一個頻率為1000Hz的聲源S在靜止的空氣中以100m·s-1的速度

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