2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：波動(dòng)習(xí)題14

波動(dòng)習(xí)題課件16-1(1)試計(jì)算在270C時(shí)氦和氫中的聲速各為多少，并與同溫度時(shí)在空氣中的聲速比較(空氣的平均摩爾質(zhì)量為29×10-3

kg/mol)。

(2)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，聲音在空氣中的速率為331m/s，空氣的比熱容比γ是多少?(3)在鋼棒中聲速為5100m/s，求鋼的楊氏模量(鋼的密度ρ=7.8×103kg/m3)。

目錄結(jié)束2γi+=i=1.67He2γ3+=3=1.4H22γ5+=5解：(1)RTu=mHeγ=4×103m/s=1.67×8.31×3002×10-3

uH2RT=mγ=1.4×8.31×3002×10-3

=1.32×103m/suRT=mγ=29×10-3

=378m/s空氣1.4×8.31×300目錄結(jié)束uRT=mγ=(331)2×29×10-38.31×273=1.4u=Yρu=ρY2=7.8×103×(5100)2=2.03×1011N/m2(2)(3)目錄結(jié)束16-2(1)已知在室溫下空氣中的聲速為340m/s。水中的聲速為1450m/s，能使人耳聽到的聲波頻率在20至20000Hz之間，求這兩極限頻率的聲波在空氣中和水中的波長。

(2)人眼所能見到的光(可見光)的波長范圍為400nm(居于紫光)至760nm(展于紅光)。求可見光的頻率范圍(lnm=l0-9m)。

目錄結(jié)束=17m20340l=2000Hz=n20Hz=n340l=2×104=17×10-3m20Hz=n=72.5m201450l=2×104Hz=n=72.5×10-3m201450l=unl=解：(1)在空氣中(2)在水中目錄l=400nmunl==4×10-73×108=7.5×1014Hzl=760nmunl==7.6×10-73×108=395×1014Hz(3)可見光目錄結(jié)束16-3一橫波沿繩子傳播時(shí)的波動(dòng)表式為x,y的單位為m,t的單位為s。

(1)求此波的振幅、波速、頻率和波長。

(2)求繩子上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大速度和最大加速度。

(3)求x=0.2m處的質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的相位，它是原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在哪一時(shí)刻的相位?(4)分別畫出t=1s,1.25s,1.50s各時(shí)刻的波形。π100.05tycos()=π4x目錄結(jié)束π100.05tycos()=π4xA=0.05m=5Hzn=0.5ml=umAω=0.05×10π=0.5πm/s=amAω20.05×(10π)2==0.5m/s22πu==0.5×5=2.5m/sln解：nlπ2Atycos()=π2x與比較得(1)(2)目錄結(jié)束t=1s=Φ4π4π×0.2=9.2π=10πt9.2πx=0.2m(3)x=0在原點(diǎn)處t

=0.92sx/moy/m0.05t

=1.25st

=1st

=1.2s目錄結(jié)束16-4設(shè)有一平面簡諧波x,y以m計(jì)，t以s計(jì)，

(1)求振幅、波長、頻率和波速；

(2)求x=0.1m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的初相位。π20.02tycos=x0.010.3目錄結(jié)束π20.02tycos=x0.010.3l()+jπ20.02tycos=xT=100Hzn=0.3mlu==0.3×100=30m/slnA=0.02m(1)t=0=π2j3解：兩式比較得到：x=0.1m(2)當(dāng)目錄結(jié)束16-5一平面簡諧縱波沿線圈彈簧傳播，設(shè)波沿著x軸正向傳播，彈簧中某圈的最大位移為3.0cm，振動(dòng)頻率為2.5Hz，彈簧中相鄰兩疏部中心的距離為24cm。當(dāng)t=0時(shí)，在x=0處質(zhì)元的位移為零并向x軸正向運(yùn)動(dòng)。試寫出該波的波動(dòng)表式。目錄結(jié)束x=0t=0π20.03tycos()=π2×2.50π20.0