機(jī)械波行業(yè)管理分析課件

第十一章機(jī)械波1.一平面簡(jiǎn)諧波，沿x軸負(fù)方向傳播，x=0處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如圖所示。若波函數(shù)用余弦表示，則初相角為（）y(m)120t(s)（一）選擇題第十一章機(jī)械波1.一平面簡(jiǎn)諧波，沿x軸負(fù)方向傳播12.如圖所示，兩列波長(zhǎng)為l的相干波在P點(diǎn)相遇，S1的初相位是，S1點(diǎn)到P點(diǎn)的距離是r1，S2點(diǎn)的初相位是，S2到P點(diǎn)的距離是r2，以k代表零或正、負(fù)數(shù)，則P點(diǎn)是干涉極大的條件為（）PS1S2r1r22.如圖所示，兩列波長(zhǎng)為l的相干波在P點(diǎn)相遇，S1的初相23.對(duì)于波動(dòng)方程中的A.波源的振動(dòng)相位；B.波源的振動(dòng)初相位；C.x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位；D.x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)初相位。4.平面簡(jiǎn)諧波在同一介質(zhì)中傳播，下列說(shuō)法中正確的是波源的頻率與振動(dòng)的頻率不相同。B.波源的振動(dòng)速度與波速相同;C.在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)。D.單位體積介質(zhì)中的波動(dòng)能量（能量密度）為恒量。表示3.對(duì)于波動(dòng)方程中的A.波35.兩列振幅相同的相干波在空間P點(diǎn)相遇，某時(shí)刻觀測(cè)到P點(diǎn)的合成振動(dòng)的位移既不等于這兩列振幅之和，又不等于這兩列波的振幅之差，則我們可以斷言（）A.P點(diǎn)不可能是振動(dòng)最弱的點(diǎn)B.P點(diǎn)不可能是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)C.P點(diǎn)不是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)，也不是最弱的點(diǎn)D.P點(diǎn)可能是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)5.兩列振幅相同的相干波在空間P點(diǎn)相遇，某時(shí)刻觀測(cè)到P點(diǎn)46.關(guān)于駐波，以下見解正確的是（）A.波形不變B.波腹處質(zhì)點(diǎn)位移恒不為零C.波節(jié)處質(zhì)點(diǎn)位移恒為零D.兩相鄰波腹間的距離為四分之一波長(zhǎng)7.在駐波中，兩個(gè)相鄰波節(jié)間各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)（）A.振幅相同，位相相同B.振幅不同，位相相同C.振幅相同，位相不同D.振幅不同，位相不同6.關(guān)于駐波，以下見解正確的是（）A.波形不58.一平面簡(jiǎn)諧波表達(dá)式為則該波的頻率，波速u（m/s）及波線上各點(diǎn)振幅A（m）依次為（）9.一列機(jī)械橫波在t時(shí)刻的波形曲線如圖所示，則該時(shí)刻能量為最大值的媒質(zhì)質(zhì)元的位置是：OyxO'abcdefg8.一平面簡(jiǎn)諧波表達(dá)式為6(二)填空題1.一橫波的波動(dòng)方程為:若t＝0.1s，則x=2m處質(zhì)點(diǎn)的位移為_______m，該處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度為________m·s-1，加速度為________m·s-2。2.如圖所示，一平面簡(jiǎn)諧波沿Ox軸負(fù)方向傳播，波長(zhǎng)為，若P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程是，則波的波動(dòng)方程是____________________。625p20-0.01P處質(zhì)點(diǎn)________時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)與O處的質(zhì)點(diǎn)t1時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)相同。yxOpL(二)填空題1.一橫波的波動(dòng)方程為:若t＝0.1s，則73.一平面簡(jiǎn)諧波在媒質(zhì)中傳播，在某時(shí)刻，某質(zhì)元的動(dòng)能為最大值時(shí)，其勢(shì)能________。最大4.兩相干波源S1和S2，相距20m，其振幅相等，周期為0.2s，在同一媒質(zhì)中傳播，波速度均為40m·s-1。S1的振動(dòng)方程：，S2的振動(dòng)方程：。以S1、S2連線為坐標(biāo)軸x，以S1、S2連線中點(diǎn)為原點(diǎn)，則S1S2間因干涉而靜止的各點(diǎn)的坐標(biāo)：x=_______。3.一平面簡(jiǎn)諧波在媒質(zhì)中傳播，在某時(shí)刻，某質(zhì)元的動(dòng)能為最大86.在簡(jiǎn)諧駐波中，同一波節(jié)兩側(cè)的兩個(gè)媒質(zhì)元（在距該波節(jié)二分之一波長(zhǎng)的范圍內(nèi)）的振動(dòng)相位差是_________。5.兩列平面簡(jiǎn)諧波在一很長(zhǎng)的弦上傳播，設(shè)其方程為則弦線上波腹的位置_________。6.在簡(jiǎn)諧駐波中，同一波節(jié)兩側(cè)的兩個(gè)媒質(zhì)元（在距該波節(jié)二97.在截面積為S的圓管中，有一列平面簡(jiǎn)諧波傳播，表達(dá)式為y=Acos(t-2x/)，管中波的平均能量密度是w，則通過(guò)截面S的平均能流是________________。8.如圖所示，波源S1和S2發(fā)出的波在P點(diǎn)相遇，P點(diǎn)距波源的距離分別為3l和10l/3，l為兩列波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)，若P點(diǎn)的合振幅總是極大值，則兩波源振動(dòng)方向_______（填相同或不同），振動(dòng)頻率________（填相同或不同），波源S2的相位比S1的相位領(lǐng)先________。相同相同7.在截面積為S的圓管中，有一列平面簡(jiǎn)諧波傳播，表達(dá)式為y109.已知波源的振動(dòng)周期為4.00×10-2s，波的傳播速度為300m·s-1，波沿x軸正方向傳播，則位于x1=10.0m和x2=16.0m的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位差為__________。10.一日本婦女的喊聲創(chuàng)吉尼斯世界記錄，達(dá)到115dB，則其喊聲的聲強(qiáng)為__________。9.已知波源的振動(dòng)周期為4.00×10-2s，波的傳播速度11（三）計(jì)算題1.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x、y以米計(jì)，t以秒計(jì)。求：（1）波的波速、頻率和波長(zhǎng)；（2）繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)的最大速度和最大加速度；（3）求x=0.2m處質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的相位，它是原點(diǎn)在哪一時(shí)刻的相位？這一相位所代表的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在t=1.25s時(shí)刻達(dá)到哪一點(diǎn)？解：（1）（2）（三）計(jì)算題1.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x121.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x、y以米計(jì)，t以秒計(jì)。求：（1）波的波速、頻率和波長(zhǎng)；（2）繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)的最大速度和最大加速度；（3）求x=0.2m處質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的相位，它是原點(diǎn)在哪一時(shí)刻的相位？這一相位所代表的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在t=1.25s時(shí)刻達(dá)到哪一點(diǎn)？（3）1.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x、y以米計(jì)，t132.如圖所示，一平面波媒質(zhì)中以波速u=20m·s-1沿直線傳播，已知A點(diǎn)的振動(dòng)方程為：。求：（1）以A為坐標(biāo)原點(diǎn)的波函數(shù)；

（2）以B為坐標(biāo)原點(diǎn)的波函數(shù)。

解：(1)xOAB5muxOx(2)2.如圖所示，一平面波媒質(zhì)中以波速u=20m·s-1沿直線143.一平面余弦波，沿直徑為14cm的圓柱形管傳播，波的強(qiáng)度為18.0×10-3J·m-2·s-1，頻率為300Hz，波速為300m·s-1，求：（1）波的平均能量密度和最大能量密度？（2）兩個(gè)相鄰?fù)辔幻嬷g有多少波的能量？解：(1)(2)相鄰兩個(gè)同相位面之間距離為一個(gè)波長(zhǎng)3.一平面余弦波，沿直徑為14cm的圓柱形管傳播，波的強(qiáng)度154.在同一均勻媒質(zhì)中有兩個(gè)相干波源分別位于A、B兩點(diǎn)，其振幅相等，頻率皆為100Hz，初相差。若A、B兩點(diǎn)間的距離為30m，波速為400m·s-1，求AB間連線上因干涉而靜止的各點(diǎn)的位置。30mABPx30-x解：靜止點(diǎn)滿足：4.在同一均勻媒質(zhì)中有兩個(gè)相干波源分別位于A、B兩點(diǎn)，其振16解：如圖所示，取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B連線為x軸，A點(diǎn)的振動(dòng)方程:在x軸上A點(diǎn)發(fā)出的行波方程：B點(diǎn)的振動(dòng)方程:4.在同一均勻媒質(zhì)中有兩個(gè)相干波源分別位于A、B兩點(diǎn)，其振幅相等，頻率皆為100Hz，初相差。若A、B兩點(diǎn)間的距離為30m，波速為400m·s-1，求AB間連線上因干涉而靜止的各點(diǎn)的位置。解：如圖所示，取A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，A、B連線為x軸，A點(diǎn)的振動(dòng)17在x軸上B點(diǎn)發(fā)出的行波方程：因?yàn)閮刹ㄍl率，同振幅，沿相反方向傳播，形成駐波，駐波方程為相干相消的點(diǎn)需滿足：其中：在x軸上B點(diǎn)發(fā)出的行波方程：因?yàn)閮刹ㄍl率，同振幅，沿185.如果在固定端x＝0處反射的反射波是解（1）設(shè)反射波無(wú)能量損失，求：（1）入射波方程；（2）形成的駐波方程（2）xo5.如果在固定端x＝0處反射的反射波是解（1）設(shè)反射波無(wú)能197.放置在海底的超聲波探測(cè)器發(fā)出一束頻率為30000Hz的超聲波，被迎面駛來(lái)的潛水艇反射回探測(cè)器來(lái)，測(cè)得反射波頻率與原頻率差為241Hz。已知超聲波在海水中的傳播速度為1500m·s-1，試求潛水艇航行速度u。解（1）潛水艇反射波的頻率同于潛水艇接收的頻率探測(cè)器再接收到的頻率7.放置在海底的超聲波探測(cè)器發(fā)出一束頻率為30000Hz的20第十一章機(jī)械波1.一平面簡(jiǎn)諧波，沿x軸負(fù)方向傳播，x=0處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如圖所示。若波函數(shù)用余弦表示，則初相角為（）y(m)120t(s)（一）選擇題第十一章機(jī)械波1.一平面簡(jiǎn)諧波，沿x軸負(fù)方向傳播212.如圖所示，兩列波長(zhǎng)為l的相干波在P點(diǎn)相遇，S1的初相位是，S1點(diǎn)到P點(diǎn)的距離是r1，S2點(diǎn)的初相位是，S2到P點(diǎn)的距離是r2，以k代表零或正、負(fù)數(shù)，則P點(diǎn)是干涉極大的條件為（）PS1S2r1r22.如圖所示，兩列波長(zhǎng)為l的相干波在P點(diǎn)相遇，S1的初相223.對(duì)于波動(dòng)方程中的A.波源的振動(dòng)相位；B.波源的振動(dòng)初相位；C.x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位；D.x處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)初相位。4.平面簡(jiǎn)諧波在同一介質(zhì)中傳播，下列說(shuō)法中正確的是波源的頻率與振動(dòng)的頻率不相同。B.波源的振動(dòng)速度與波速相同;C.在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)。D.單位體積介質(zhì)中的波動(dòng)能量（能量密度）為恒量。表示3.對(duì)于波動(dòng)方程中的A.波235.兩列振幅相同的相干波在空間P點(diǎn)相遇，某時(shí)刻觀測(cè)到P點(diǎn)的合成振動(dòng)的位移既不等于這兩列振幅之和，又不等于這兩列波的振幅之差，則我們可以斷言（）A.P點(diǎn)不可能是振動(dòng)最弱的點(diǎn)B.P點(diǎn)不可能是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)C.P點(diǎn)不是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)，也不是最弱的點(diǎn)D.P點(diǎn)可能是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)5.兩列振幅相同的相干波在空間P點(diǎn)相遇，某時(shí)刻觀測(cè)到P點(diǎn)246.關(guān)于駐波，以下見解正確的是（）A.波形不變B.波腹處質(zhì)點(diǎn)位移恒不為零C.波節(jié)處質(zhì)點(diǎn)位移恒為零D.兩相鄰波腹間的距離為四分之一波長(zhǎng)7.在駐波中，兩個(gè)相鄰波節(jié)間各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)（）A.振幅相同，位相相同B.振幅不同，位相相同C.振幅相同，位相不同D.振幅不同，位相不同6.關(guān)于駐波，以下見解正確的是（）A.波形不258.一平面簡(jiǎn)諧波表達(dá)式為則該波的頻率，波速u（m/s）及波線上各點(diǎn)振幅A（m）依次為（）9.一列機(jī)械橫波在t時(shí)刻的波形曲線如圖所示，則該時(shí)刻能量為最大值的媒質(zhì)質(zhì)元的位置是：OyxO'abcdefg8.一平面簡(jiǎn)諧波表達(dá)式為26(二)填空題1.一橫波的波動(dòng)方程為:若t＝0.1s，則x=2m處質(zhì)點(diǎn)的位移為_______m，該處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度為________m·s-1，加速度為________m·s-2。2.如圖所示，一平面簡(jiǎn)諧波沿Ox軸負(fù)方向傳播，波長(zhǎng)為，若P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程是，則波的波動(dòng)方程是____________________。625p20-0.01P處質(zhì)點(diǎn)________時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)與O處的質(zhì)點(diǎn)t1時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)相同。yxOpL(二)填空題1.一橫波的波動(dòng)方程為:若t＝0.1s，則273.一平面簡(jiǎn)諧波在媒質(zhì)中傳播，在某時(shí)刻，某質(zhì)元的動(dòng)能為最大值時(shí)，其勢(shì)能________。最大4.兩相干波源S1和S2，相距20m，其振幅相等，周期為0.2s，在同一媒質(zhì)中傳播，波速度均為40m·s-1。S1的振動(dòng)方程：，S2的振動(dòng)方程：。以S1、S2連線為坐標(biāo)軸x，以S1、S2連線中點(diǎn)為原點(diǎn)，則S1S2間因干涉而靜止的各點(diǎn)的坐標(biāo)：x=_______。3.一平面簡(jiǎn)諧波在媒質(zhì)中傳播，在某時(shí)刻，某質(zhì)元的動(dòng)能為最大286.在簡(jiǎn)諧駐波中，同一波節(jié)兩側(cè)的兩個(gè)媒質(zhì)元（在距該波節(jié)二分之一波長(zhǎng)的范圍內(nèi)）的振動(dòng)相位差是_________。5.兩列平面簡(jiǎn)諧波在一很長(zhǎng)的弦上傳播，設(shè)其方程為則弦線上波腹的位置_________。6.在簡(jiǎn)諧駐波中，同一波節(jié)兩側(cè)的兩個(gè)媒質(zhì)元（在距該波節(jié)二297.在截面積為S的圓管中，有一列平面簡(jiǎn)諧波傳播，表達(dá)式為y=Acos(t-2x/)，管中波的平均能量密度是w，則通過(guò)截面S的平均能流是________________。8.如圖所示，波源S1和S2發(fā)出的波在P點(diǎn)相遇，P點(diǎn)距波源的距離分別為3l和10l/3，l為兩列波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)，若P點(diǎn)的合振幅總是極大值，則兩波源振動(dòng)方向_______（填相同或不同），振動(dòng)頻率________（填相同或不同），波源S2的相位比S1的相位領(lǐng)先________。相同相同7.在截面積為S的圓管中，有一列平面簡(jiǎn)諧波傳播，表達(dá)式為y309.已知波源的振動(dòng)周期為4.00×10-2s，波的傳播速度為300m·s-1，波沿x軸正方向傳播，則位于x1=10.0m和x2=16.0m的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位差為__________。10.一日本婦女的喊聲創(chuàng)吉尼斯世界記錄，達(dá)到115dB，則其喊聲的聲強(qiáng)為__________。9.已知波源的振動(dòng)周期為4.00×10-2s，波的傳播速度31（三）計(jì)算題1.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x、y以米計(jì)，t以秒計(jì)。求：（1）波的波速、頻率和波長(zhǎng)；（2）繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)的最大速度和最大加速度；（3）求x=0.2m處質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的相位，它是原點(diǎn)在哪一時(shí)刻的相位？這一相位所代表的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在t=1.25s時(shí)刻達(dá)到哪一點(diǎn)？解：（1）（2）（三）計(jì)算題1.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x321.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x、y以米計(jì)，t以秒計(jì)。求：（1）波的波速、頻率和波長(zhǎng)；（2）繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)的最大速度和最大加速度；（3）求x=0.2m處質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的相位，它是原點(diǎn)在哪一時(shí)刻的相位？這一相位所代表的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在t=1.25s時(shí)刻達(dá)到哪一點(diǎn)？（3）1.沿繩子傳播的平面簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為式中x、y以米計(jì)，t332.如圖所示，一平面波媒質(zhì)中以波速u=20m·s-1沿直線傳播，已知A點(diǎn)的振動(dòng)方程為：。求：（1）以A為坐標(biāo)原點(diǎn)的波函數(shù)；

（2）以B為坐標(biāo)原點(diǎn)的波函數(shù)。

解：(1)xOAB5muxOx(2)2.如圖所示，一平面波媒質(zhì)中以波速u=20m·s-1沿直線343.一平面余弦波，沿直徑為14cm的圓柱形管傳播，波的強(qiáng)度為18.0×10-3J·m-2·s-1，頻率為300Hz，波速為300m·s-1，求：（1）波的平均能量密度和最大能量密度？（2）兩個(gè)相鄰?fù)辔幻嬷g有多少波的能量？解：(1)(2)相鄰兩個(gè)同相位面之間距離為一個(gè)波長(zhǎng)3.一平面余弦波，沿直徑為14cm的圓柱形管傳播，波的強(qiáng)度354.在同一均勻媒質(zhì)中有兩個(gè)相干波源分別位于A