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1、 9-3一輕彈簧在60N的拉力下伸長30cm?,F(xiàn)把質量為4kg物體懸掛在該彈簧的下端并使之靜止,再將物體向下拉10cm,然后釋放并開始計時。試求:(1) 物體的振動方程;(2) 物體在平衡位置上方5cm時彈簧對物體的拉力;(3) 物體從第一次越過平衡位置時刻起,到它運動到上方5cm處所需要的最短時間。解 (1)取平衡位置為坐標原點,豎直向下為正方向,建立坐標系 設振動方程為 時 故振動方程為 (2)設此時彈簧對物體作用力為F,則其中 因而有 (3)設第一次越過平衡位置時刻為,則 第一次運動到上方5cm處時刻為 ,則 故所需最短時間為: 習題9-5圖t/ s02-510-10x (cm)9-5一
2、諧振動的振動曲線如習題9-5圖所示,試求振動方程。解 設振動方程為: 根據(jù)振動曲線可畫出旋轉矢量圖由圖可得: 故振動方程為 9-15一平面簡諧波沿Ox軸正向傳播,其振幅為A,頻率為n,波速為u。設t=t時刻的波形曲線如習題9-15圖所示。試求:(1) x=0處質點的振動方程;(2) 該波的波函數(shù)。解 (1) 設x=0處該質點的振動方程為: 由時波形和波速方向知,;時 故 所以x=0處的振動方程為:(2) 該波的波函數(shù)為:9-16根據(jù)如習題9-16圖所示的平面簡諧波在t=0時刻的波形圖,試求:(1) 該波的波函數(shù);(2) 點P處的振動方程。解 由已知,得,m (1) 設波函數(shù)為 當t=0,x=0時,由圖知因此 (或)則波函數(shù)為(2) 將P點坐標代入上式,得9-18如習題9-18圖所示為一平面簡諧波在時刻的波形圖,試畫出點P處質點與點Q處質點的振動曲線,并寫出相應的振動方程。解 , P處振動曲線振動方程(2) Q處的振動曲線振動方程 9-19如習題9-19圖所示為一平面簡諧波在t=0時刻的波形圖。設簡諧波的頻率為250 Hz,且此時質點P的運動方向向下。試求:(1) 該波的波函數(shù);(2) 在距點O為處質點的振動方程與振動速度表達式。解 (1) ,又因P點運動方向向下,則波向左傳播,設波函數(shù)為 t=0,x=0
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