高二物理競賽振動與波習(xí)題課件

第九章習(xí)題課習(xí)題類別：振動：1、簡諧振動的判定。（動力學(xué)）

2、振動方程的求法。

①由已知條件求方程②由振動曲線求方程。 3、簡諧振動的合成。（同方向同頻率）關(guān)鍵：用旋轉(zhuǎn)矢量法確定相位或初相位。振動與波習(xí)題課求振動周期或頻率（1）若已知坐標(biāo)原點振動方程，(2)若已知任一點的振動方程，求波函數(shù)。由相位落后或超前寫波函數(shù)（3）已知某時刻的波形圖和速度，求波函數(shù)。由波形圖寫出原點的振動方程，由傳播方向可得波函數(shù)。由傳播方向可得波函數(shù)（4）已知入射波的波函數(shù)求反射波的波函數(shù)判斷反射處是否有半波損失，有半波損失時相位要±π或波長波：1、求波函數(shù)（波動方程）。2、波的干涉。相長干涉：相消干涉：3、多普勒效應(yīng)。①當(dāng)波源和觀察者相向運動時：②當(dāng)波源和觀察者彼此離開時，相位、相位差和初相位的求法：常用方法為解析法和旋轉(zhuǎn)矢量法。1、由已知的初條件求初相位：②已知初速度的大小、正負(fù)以及初位置的正負(fù)。①已知初位置的大小、正負(fù)以及初速度的正負(fù)。[例1]已知某質(zhì)點振動的初位置。[例2]已知某質(zhì)點初速度。2、已知某質(zhì)點的振動曲線求初相位：關(guān)鍵：確定振動初速度的正負(fù)。3、已知波形曲線求某點處質(zhì)元振動的初相位：關(guān)鍵：確定振動初速度的正負(fù)。方法：由波的傳播方向，確定比該質(zhì)元先振動的相鄰質(zhì)元的位移y。

比較y0

和y。上坡取正，下坡取負(fù)。1、已知某簡諧振動的振動曲線如圖所示，位移的單位為厘米，時間的單位為秒，則簡諧振動的振動方程為：[

C]習(xí)題2、一平面簡諧波沿x

軸負(fù)方向傳播。已知x=x0處質(zhì)點的振動方程為。若波速為u,則此波的波動方程為：[

A]3、圖示為一向右傳播的簡諧波在t

時刻的波形圖，BC為波密介質(zhì)的反射面，P點反射，則反射波在t時刻的波形圖為:[B](A)(D)(C)(B)4.已知：A,T,求：從B到C所需的最短時間(A)T/4(B)T/2(C)T/6(D)T/3[例1]一列平面簡諧波中某質(zhì)元的振動曲線如圖。求：1）該質(zhì)元的振動初相。

2）該質(zhì)元在態(tài)A、B

時的振動相位分別是多少？2）由圖知A、B點的振動狀態(tài)為：由旋轉(zhuǎn)矢量法知：解：1）由圖知初始條件為：由旋轉(zhuǎn)矢量法知：[例2]一列平面簡諧波（向右傳播）某時刻的波動曲線如圖。求：1）該波線上點A及B處對應(yīng)質(zhì)元的振動相位。2）若波形圖對應(yīng)t=0時，點A處對應(yīng)質(zhì)元的振動初相位。3）若波形圖對應(yīng)t=T/4時，點A處對應(yīng)質(zhì)元的振動初相位。解：1）由圖知A、B點的振動狀態(tài)為：由旋轉(zhuǎn)矢量法知：2）若波形圖對應(yīng)t=0時，點A處對應(yīng)質(zhì)元的振動初相位：3）若波形圖對應(yīng)t=T/4時，點A處對應(yīng)質(zhì)元的振動初相位：[例3]一平面簡諧波在t=0

時刻的波形圖，設(shè)此簡諧波的頻率為250Hz，且此時質(zhì)點P的運動方向向下。(習(xí)題9-19)求：1）該波的波動方程；2）在距O點為100m處質(zhì)點的振動方程與振動速度表達式。解：1）由題意知：傳播方向向左。設(shè)波動方程為：由旋轉(zhuǎn)矢量法知：2）[例4]一平面簡諧波沿OX軸的負(fù)向傳播，波長為λ，P處質(zhì)點的振動規(guī)律見圖。求：1）P處質(zhì)點的振動方程。

2）設(shè)P距原點為d，求該波的波動方程。

3）若圖中，求坐標(biāo)原點O處質(zhì)點的振動方程。解：1）設(shè)P點的振動方程為：由旋轉(zhuǎn)矢量法知：2）設(shè)任意點B距O點為x，則3）[例5]已知沿＋X方向傳播的平面簡諧波的函數(shù)為：求：反射波波函數(shù)在介質(zhì)1、2分界面處L=2.25m發(fā)生反射，且反射面為固定端12xyoL=2.25m解：分界面處反射時存在半波損失。由入射波波函數(shù)知A點振動方程為：在A點反射后，由于存在半波損失，所以反射時：A方法一：先寫出反射點的振動方程則反射波（沿－X方向傳播）的波函數(shù)為：L=2.25m12xyoAxP方法二：由入射波的振動方程據(jù)相位落后法寫反射波的波函數(shù)。由入射波波函數(shù)得原點處入射波的振動方程在A點反射后，由于存在半波損失，所以反射時P點振動方程為：彈簧聯(lián)結(jié)