基础物理学上册习题解答和分析第六章习题解答和分析

合集下载

初中物理沪科版八年级全一册 第六章 熟悉而陌生的力 章节习题解析版

初中物理沪科版八年级全一册 第六章 熟悉而陌生的力 章节习题解析版

第六章熟悉而陌生的力一、单选题1. 端午节赛龙舟是我国民间传统习俗之一。

如图所示,队员们拿着船桨奋力向后划水,龙舟向前直冲。

使龙舟前进的力的施力物体是()A. 龙舟B. 水C. 运动员D. 船桨2. 图5所示的实例中,主要说明力改变物体运动状态的是()A.篮球落到地面,被弹回B.用力压气球,气球变瘪了C.撑竿被跳高运动员压弯D.用力拉弹簧,弹簧变长3. 如图所示的实例中,目的是为了减小摩擦的是()A.鞋底刻有凹凸不平的花纹B.打球时用力握紧球拍C.给自行车车轴加润滑油D.给汽车轮胎装防滑链4. 孔明灯是中国一种古老的手工艺品,如图所示是放飞在空中的孔明灯,选项中能正确表示孔明灯装饰穗所受重力方向的是()A.B.C.D.5. 如图所示,弹簧测力计的示数为()A. 3NB. 3.8NC. 4ND. 4.2N6.如图是中国科技馆“探索与发现A厅”中的一件展品。

这件展品由炮、指针、小球等装置构成。

将小球放入炮筒之中并选择发射力度的大小,按动发射按钮,炮会将小球沿斜向上方向射出。

在小球射出的同时炮身后退,炮身后的横杆撞击后面的指针,选择发射的力度不同,指针的摆幅也就不同。

关于这件展品,下列说法中正确的是()A. 炮对小球的作用力与小球对炮的作用力是一对平衡力B. 炮对指针施加力的作用时,指针不对炮施加力的作用C. 炮静止时,炮所受摩擦力与重力是一对平衡力D. 炮向后运动的过程中,运动状态不断改变7. 下列情境中,物体的运动状态没有发生改变的是()A. 正在弯道上速滑的运动员B. 水平桌面上静止的物理书C. 空中减速下落的降落伞D. 沿滑梯加速下滑的小孩8. 起重机的钢丝绳吊着重物匀速上升时,重物所受重力的方向是()A. 竖直向上B. 水平向左C. 竖直向下D. 水平向右9. 足球运动员把足球踢向空中,不计空气阻力,图中能正确表示空中足球受力示意图的是(G表示重力,F表示脚对球的作用力)()A.B.C.D.10. 如图所示,自行车的零部件设计或骑行过程的操作中主要为了减小摩擦的是()A.轮胎上制有花纹B.车轴处装有滚珠轴承C.刹车时用力捏闸D.脚蹬表面凸凹不平11. 如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是()A.轴承中装有滚珠B.自行车的车把上刻有条纹C.行李箱下安装轮子D.磁悬浮列车悬浮行驶二、多选题12. 如图所示,某次冰球比赛中,运动员用冰球杆沿不同方向击打冰球上的不同部位,冰球的运动状态随之发生改变。

《大学物理学》第二版上册习题解答

《大学物理学》第二版上册习题解答

大学物理学习题答案习题一1.1 简要回答下列问题:(1) 位移和路程有何区别?在什么情况下二者的量值相等?在什么情况下二者的量值不相等?(2) 平均速度和平均速率有何区别?在什么情况下二者的量值相等?(3) 瞬时速度和平均速度的关系和区别是什么?瞬时速率和平均速率的关系和区别又是什么?(4) 质点的位矢方向不变,它是否一定做直线运动?质点做直线运动,其位矢的方向是否一定保持不变?(5) r ∆和r ∆有区别吗?v ∆和v ∆有区别吗?0dv dt =和0d v dt =各代表什么运动?(6) 设质点的运动方程为:()x x t =,()y y t =,在计算质点的速度和加速度时,有人先求出r =drv dt =及22d r a dt = 而求得结果;又有人先计算速度和加速度的分量,再合成求得结果,即v = 及a =你认为两种方法哪一种正确?两者区别何在?(7) 如果一质点的加速度与时间的关系是线性的,那么,该质点的速度和位矢与时间的关系是否也是线性的?(8) “物体做曲线运动时,速度方向一定在运动轨道的切线方向,法向分速度恒为零,因此其法向加速度也一定为零.”这种说法正确吗?(9) 任意平面曲线运动的加速度的方向总指向曲线凹进那一侧,为什么? (10) 质点沿圆周运动,且速率随时间均匀增大,na 、ta 、a 三者的大小是否随时间改变?(11) 一个人在以恒定速度运动的火车上竖直向上抛出一石子,此石子能否落回他的手中?如果石子抛出后,火车以恒定加速度前进,结果又如何?1.2 一质点沿x 轴运动,坐标与时间的变化关系为224t t x -=,式中t x ,分别以m 、s 为单位,试计算:(1)在最初s 2内的位移、平均速度和s 2末的瞬时速度;(2)s 1末到s 3末的平均加速度;(3)s 3末的瞬时加速度。

解:(1) 最初s 2内的位移为为: (2)(0)000(/)x x x m s ∆=-=-=最初s 2内的平均速度为:0(/)2ave x v m s t ∆===∆t 时刻的瞬时速度为:()44dxv t t dt ==-s 2末的瞬时速度为:(2)4424/v m s =-⨯=-(2) s 1末到s 3末的平均加速度为:2(3)(1)804/22ave v v v a m s t ∆---====-∆(3) s 3末的瞬时加速度为:2(44)4(/)dv d t a m s dt dt -===-。

物理学第3版习题解答_第6章稳恒磁场

物理学第3版习题解答_第6章稳恒磁场

I 2 dr
FBC 方向垂直 BC 向上,大小
FBc
d
0 I1 0 I1 I 2 d a ln 2r 2 d
d a
I 2 dl
0 I1 2r

dl FBC
d a
dr cos 45

a
0 I 2 I1dr II d a 0 1 2 ln 2r cos 45 d 2
B dl 8
a


0

ba
B dl 8 0
B dl 0
c


(1)在各条闭合曲线上,各点 B 的大小不相等. (2)在闭合曲线 C 上各点 B 不为零.只是 B 的环路积分为零而非每点 B 为零




图 6-25 思考题
6-4 图
1
6-5 安培定律 dF Idl B 有任意角度?
线,试指出哪一条是表示顺磁质?哪一条是表示抗磁质?哪一条是表示铁磁质? 答: 曲线Ⅱ是顺磁质,曲线Ⅲ是抗磁质,曲线Ⅰ是铁磁质.
图 6-27
思考题-6-8
2
习题
6-1 如图 6-28 所示的正方形线圈 ABCD,每边长为 a,通有电流 I.求正方形中心 O 处 的磁感应强度。 I A D 解 正方形每一边到 O 点的距离都是 a/2,在 O 点产生的磁场 大小相等、方向相同.以 AD 边为例,利用直线电流的磁场公式:
I1 电阻R2 . I 2 பைடு நூலகம்阻R1 2
I 1 产生 B1 方向 纸面向外
B1
0 I 1 (2 ) , 2R 2
I 2 产生 B2 方向 纸面向里

基础物理学上册习题解答和分析 第二章习题解答和分析3

基础物理学上册习题解答和分析 第二章习题解答和分析3

2-34.设76()F i j N =-。

(1)当一质点从原点运动到3416(m)r i j k =-++时,求F 所作的功;(2)如果质点到r处时需0.6s ,试求F 的平均功率;(3)如果质点的质量为1kg ,试求动能的变化。

分析:由功、平均功率的定义及动能定理求解,注意:外力作的功为F 所作的功与重力作的功之和。

解:(1)0F dr ⋅⎰rA=(76)()i j dxi dyj dzk -⋅++⎰r=76dx dy -⎰⎰-34=45J =-,做负功(2)45750.6A P W t === (3)0rk E A mgj dr ∆=+-⋅⎰= -45+4mgdy -⎰= -85J2—35.一辆卡车能沿着斜坡以115km h -⋅的速率向上行驶,斜坡与水平面夹角的正切tan 0.02α=,所受的阻力等于卡车重量的0.04,如果卡车以同样的功率匀速下坡,则卡车的速率是多少?分析:求出卡车沿斜坡方向受的牵引力,再求瞬时功率。

注意:F 、V 同方向。

解:sin 0.02tg αα≈=,且0.04f G = 上坡时,sin 0.06F f G G α=+= 下坡时,sin 0.02F f G G α'==- 由于上坡和下坡时功率相同,故p Fv F v ''==所以45/12.5/v km h m s '==2—36.某物块质量为P ,用一与墙垂直的压力N 使其压紧在墙上,墙与物块间的滑动摩擦系数为μ,试计算物块沿题图所示的不同路径:弦AB ,圆弧AB ,重力和摩擦力作的功。

已知圆弧半径为r 。

分析:保守力作功与路径无关,非保守力作功与路径有关。

解:重力是保守力,而摩擦力是非保守力,其大小为f N μ=。

(1)物块沿弦AB 由A 移动到B 时, 重力的功pgh pgr == 摩擦力的功f AB Nr =⋅= (2)物块沿圆弧AB 由A 移动到B 时,题图2—35题图2—36重力的功pgh pgr ==摩擦力的功12f AB Nr πμ=⋅= (3)物块沿折线AOB 由A 移动到B 时,重力的功pgh pgr ==。

初中物理_人教版八年级物理上册第六章《质量与密度》复习课教学设计学情分析教材分析课后反思

初中物理_人教版八年级物理上册第六章《质量与密度》复习课教学设计学情分析教材分析课后反思

人教版物理八年级上册第六章《质量和密度》复习课教学设计重难点突破衡时,右盘中的砝码和标尺上的游码如图所示,则小石块的质量为 g.学生独立进行基础练习,强化基础知识,小组交流答案,教师指导。

考点2:密度概念的理解及公式应用考点2:密度概念的理解及公式应用1.下列关于密度的叙述中,错误的是()A.不同物质的密度一般是不同的B.kg/m3和g/cm3都是密度的单位C.从公式ρ= 不能得出物质的密度跟质量成正比,跟体积成反比的结论D.一支正在燃烧的蜡烛,它的质量不断减小,密度也减小2.(2017•连云港)有四个容量均为200mL的瓶子,分别装满酱油、纯水、植物油和酒精,那么装的质量最多的是(ρ酱油>ρ纯水>ρ植物油>ρ酒精)()A.纯水B.酱油C.酒精D.植物油3.(2017•南充)容积为250mL的容器,装满水后的总质量为300g,则容器质量为____g;若装满另一种液体后的总质量为250g,则这种液体的密度为_____g/cm3。

(ρ水=1.0×103kg/m3)考点3:密度图像分析1.(2017·自贡)甲、乙两种物质的m—V图象如图所示,分析图象可知( )重难点突破A.若甲、乙的质量相等,则甲的体积较大B.若甲、乙的体积相等,则甲的质量较小C.两物质的密度之比为4∶1D.两物质的密度之比为1∶42.(2016·苏州)为测量某液体的密度,小明利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m-V图象,如图所示.下列说法正确的是( )A.该液体密度为2g/cm3B.该液体密度为1.25g/cm3C.量杯质量为40gD.60cm3的该液体质量为60g考点4:密度的测量(2017•连云港)为了测量一小石块的密度,小明用天平测量小石块的质量,平衡时右盘所加砝码及游码的位置如图甲所示;图乙是小石块放入量筒前后的液面情况,由测量可得小石块质量为________g,小石块的体积为_______mL,所测小石块的密度为________g/cm3。

大学基础物理习题答案

大学基础物理习题答案

大学基础物理习题答案
《大学基础物理习题答案》
在大学基础物理课程中,学生们经常会遇到各种各样的习题和问题。

这些习题
涵盖了从力学到热力学、电磁学等各个领域,考察了学生对物理学知识的掌握
程度和解决问题的能力。

在这篇文章中,我们将给出一些常见的大学基础物理
习题的答案,并希望能够帮助学生更好地理解物理学知识。

1. 一个质量为2kg的物体以速度5m/s沿水平方向运动,受到一个沿运动方向
的恒力,力的大小为10N。

求物体在10s后的速度。

答案:根据牛顿第二定律,物体受到的加速度为$a=F/m=10N/2kg=5m/s^2$。

物体在10s后的速度为$v=v_0+at=5m/s+5m/s^2*10s=55m/s$。

2. 一个弹簧的劲度系数为200N/m,当受到一个力为20N时,弹簧的伸长量为
多少?
答案:根据胡克定律,弹簧的伸长量为$x=F/k=20N/200N/m=0.1m=10cm$。

3. 一个电阻为10Ω的电路中,通过电流为2A,求电路中的电压。

答案:根据欧姆定律,电路中的电压为$V=IR=10Ω*2A=20V$。

通过以上几个例题的解答,我们可以看到,物理学习不仅仅是理论知识的学习,更重要的是能够运用所学知识解决实际问题。

希望同学们在学习物理的过程中,能够多加练习,提高自己的解决问题的能力,从而更好地掌握物理学知识。

《新编基础物理学》下册习题解答和分析

《新编基础物理学》下册习题解答和分析

《新编基础物理学》下册习题解答和分析第九章习题解答9-1 两个小球都带正电,总共带有电荷?10?5C,如果当两小球相距时,任一球受另一球的斥力为试求总电荷在两球上是如何分配的?分析:运用库仑定律求解。

解:如图所示,设两小球分别带电q1,q2则有q1+q2= ①题意,库仑定律得:q1q29?109?q1?q2F1 4π?0r24题9-1解图②5q110C①②联立得:? ?5??q2??10C 9-2 两根长的丝线一点挂下,每根丝线的下端都系着一个质量为的小球.当这两个小球都带有等量的正电荷时,每根丝线都平衡在与沿垂线成60°角的位置上。

求每一个小球的电量。

分析:对小球进行受力分析,运用库仑定律及小球平衡时所受力的相互关系求解。

解:设两小球带电q1=q2=q,小球受力如图所示q2F??Tcos30? 4π?0R2mg?Tsin30?①②联立①②得:mg4??0R2?tan30o 2q ③题9-2解图其R?2r中r?lsin60??3?6?10?2?33?10?2(m) 2代入③式,即: q= 9-3F电场中某一点的场强定义为E?q0,若该点没有试验电荷,那么该点是否存在场强?为什么?答:若该点没有试验电荷,该点的场强不变.因为场强是描述电场性质的物理量,仅与场源电荷的分布及空间位置有关,与试验电荷无关,从库仑定律知道,试验电荷Fq0所受力与Fq0成正比,故E?q0是与q0无关的。

19-4 直角三角形ABC如题图9-4所示,AB为斜边,A 点上有一点荷q1??10?9C,B点上有一点电荷q210?9C,已知BC=,AC=,求C点电场强度E的大小和方向(cos37°≈, sin37°≈). 分析:运用点电荷场强公式及场强叠加原理求解。

解:如题图9-4所示C点的电场强度为E?E1?E210991094E110(N/C) 224π?0(AC)()?10?9?9?109E2104(N/C) 224π?0(BC)()2E?E12?E2104??104(N/C)或(V/m)4C方向为:10o ?arctan??10题9-4解图即方向与BC边成°。

第六章 磁耦合电路分析

第六章  磁耦合电路分析

第六章 磁耦合电路分析6-1 学习要求(1)了解耦合电感元件的定义、互感M 的物理意义和耦合电感的电路符号;了解同名端的意义,并会判定同名端;能正确写出耦合电感的伏安关系方程,包括时域微分方程和相量方程; (2)会画耦合电感的去耦等效电路,并会用“去耦法”求解简单电路的等效电感; (3)会用“直接法”和去耦等效电路法,分析计算含耦合电感的正弦稳态电路;(4)了解理想变压器的定义及电路符号;了解变比的定义;能正确写出理想变压器的伏安关系方程,包括时域微分方程和相量方程;(5)了解阻抗变换的意义,并会进行阻抗变换计算; (6)会用“直接法”、阻抗变换法和等效电源定理法分析含理想变压器的简单电路。

6-2 主要内容1、互感与互感元件(1)自磁通与互磁通、自磁链与互磁链和自感与互感设线圈1的电流为1i 、匝数为1N ,线圈2的电流为2i 、匝数为2N ,如图6-44(a )所示。

则电流为1i 产生的全部穿过线圈1 的磁通,称为线圈1的自磁通,用11Φ表示;由电流为2i 产生的全部穿过线圈2 的磁通,称为线圈2的自磁通,用22Φ。

11Φ中与线圈2相链的磁通21Φ,称为线圈1对线圈2的互磁通;22Φ与线圈1相链的磁通12Φ,称为线圈2对线圈1的互磁通。

11Φ中的一部分1σΦ只与线圈1相链,1σΦ称线圈1的漏磁通,故有11211σΦ=Φ+Φ。

22Φ中的一部分2σΦ只与线圈2相链, 2σΦ称线圈2的漏磁通,故有22122σΦ=Φ+Φ。

()a ()b图6-44 互感元件及其电路符号 (a )互感元件 (b )电路符号线圈1的自磁链11ψ和线圈2的自磁链22ψ分别为11111N ψ=Φ, 22222N ψ=Φ 线圈1对线圈2的互磁链21ψ和线圈2对线圈1 的互磁链12ψ分别为21221N ψ=Φ, 12112N ψ=Φ 线圈1自感和线圈2的自感分别为11111111L N i i ψΦ==, 22222222L N i i ψΦ== 线圈1对线圈2的互电感21M 和线圈2对线圈1的互电感12M 为212121211M N i i ψΦ==, 121212122M N i i ψΦ== (2)耦合电感元件与耦合系数彼此靠近的两个或多个线圈,若认为它们本身的电阻均为零,则这样的两个或多个线圈即构成了一个互感元件,也称耦合电感元件。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

习题六6-1频率为Hz 41025.1⨯=ν的平面简谐纵波沿细长的金属棒传播,棒的弹性模量211/1090.1m N E ⨯=,棒的密度33/106.7m Kg ⨯=ρ.求该纵波的波长. 分析 纵波在固体中传播,波速由弹性模量与密度决定。

解:波速ρ/E u =,波长νλ/u = 2/0.4E m λρν==6-2一横波在沿绳子传播时的波方程为:))(5.2cos(04.0SI x t y ππ-=(1)求波的振幅、波速、频率及波长;(2)求绳上的质点振动时的最大速度;(3)分别画出t=1s 和t=2s 的波形,并指出波峰和波谷.画出x=1.0m 处的质点的振动曲线并讨论其与波形图的不同.解:(1)用比较法,由)2cos()5.2cos(04.0x t A x t y λπϕωππ-+=-=得0.04A m = ; /2 2.5/2 1.25Hz νωπππ===;2, 2.0m ππλλ== 2.5/u m s λν==(2)0.314/m A m s νω==(3)t=1(s)时波形方程为:)5.2cos(04.01x y ππ-= t=2(s)时波形方程为:)5cos(04.02x y ππ-=x=1(m)处的振动方程为:)5.2cos(04.0ππ-=t y6-3 一简谐波沿x 轴正方向传播,t=T/4时的波形图如题图6-3所示虚线,若各点的振动以余弦函数表示,且各点的振动初相取值区间为(-π,π].求各点的初相.分析 由t=T/4时的波形图(图中虚线)和波的传播方向,作出t=0时的波形图。

依旋转矢量法可求t=0时的各点的相位。

解:由t=T/4时的波形图(图中虚线)和波的传播方向,作出t=0时的波形图(图中实线),依旋转矢量法可知 质点1的初相为π; 质点2的初相为π/2; 质点3的初相为0; 质点4的初相为-π/2.6-4 有一平面谐波在空间传播,如题图6-4所示.已知A 点的振动规律为)t cos(A y ϕ+ω=,就图中给出的四种坐标,分别写出它们波的表达式.并说明这四个表达式中在描写距A 点为b 处的质点的振动规律是否一样? 分析 无论何种情况,只需求出任意点x 与已知点的相位差,同时结合相对坐标的传播方向(只考虑相对于题图题图6-3t=坐标方向的正负关系)即可求解波的表达。

只要把各种情况中b 的坐标值分别代入相应的波动方程就可求得b 点的振动规律。

解: 设其波长为λ,选o 点处为坐标原点,由方程)t cos(A y ϕ+ω=;可得取图中a 所示的坐标,则x 处质点的振动比A 点滞后πλ2x,故 .cos(2)xa y A t ωπϕλ=-+同理可得.cos(2)xb y A t ωπϕλ=++ .cos(2)x lc y A t ωπϕλ-=-+ .cos(2)x ld y A t ωπϕλ-=++要求距A 为b 的点的振动规律,只要把各种情况中b 的坐标值分别代入相应的波动方程就可求得.从结果可知,取不同的坐标只是改变了坐标的原点,波的表达式在形式上有所不同,但b 点的振动方程却不变.即cos(2)by A t ωπϕλ=-+6-5一平面简谐波沿x 轴正向传播,其振幅为A ,频率为ν,波速为u.设't t =时刻的波形曲线如题图6-5所示.求(1)x=0处质点振动方程;(2)该波的波方程.分析 由于图中是't 时刻波形图,因此,对x=0处质点,由图得出的相位也为't 时刻的相位。

再由旋转矢量推算出t=0时刻的初相位。

进而写出波动方程。

解:(1)设0x =处质点的振动方程为 ])'(2cos[ϕπν+-=t t A y 。

由图可知,'t t =时0cos ==ϕA y ,sin 0A νωϕ=-<。

所以2/πϕ=0x =处的振动方程为:]21)'(2cos[ππν+-=t t A y(2)该波的表达式为: ]21)/'(2cos[ππν+--=u x t t A y6-6一平面简谐波沿x 轴正向传播,波的振幅10A cm =,波的角频率7/rad s ωπ=,当 1.0t s =时,10x cm =处的a 质点正通过其平衡位置向y 轴负方向运动,而20x cm =处的b 质点正通过 5.0y cm =点向y 轴正方向运动.设该波波长10cm λ>,求该平面波的波方程.分析 通过旋转矢量图法,结合10x cm =点和20x cm =点,在 1.0t s =的运动状态,可得到波长和初相。

题图6-5t t '=题图6-4解:设平面简谐波的波长为λ,坐标原点处质点振动初相为ϕ,则该列平面简谐波的表达式可写成))(/27cos(1.0SI x t y ϕλππ+-=。

1.0t s =时10x cm = 处 0])/1.0(27cos[1.0=+-=ϕλππy因此时a 质点向y 轴负方向运动,故 172(0.1/)(1)2ππλϕπ-+=而此时, b 质点正通过m y 05.0=处,有05.0])/2.0(27cos[1.0=+-=ϕλππy ,且质点b 向y 轴正方向运动,故 172(0.2/)(2)3ππλϕπ-+=-由(1)、(2)两式联立得m 24.0=λ , 3/17πϕ-= 所以,该平面简谐波的表达式为:)](31712.07cos[1.0SI xt y πππ--=6-7 已知一平面简谐波的波方程为))(37.0125cos(25.0SI x t y -=(1)分别求m x m x 25,1021==两点处质点的振动方程;(2)求1x 、2x 两点间的振动相位差;(3)求1x 点在t=4s 时的振动位移.分析 波方程中如果已知某点的位置即转化为某点的振动方程。

直接求解两点的振动相位差和某时刻的振动位移。

解:(1)m x 101=、m x 252=的振动方程分别为:100.25cos(125 3.7)(),x y t SI ==-250.25cos(1259.25)()x y t SI ==- (2) 2x 与1x 两点间相位差 21 5.55rad φφφ∆=-=-(3) 1x 点在t=4s 时的振动位移 0.25cos(1254 3.7)0.249y m =⨯-=6-8如题图6-8所示,一平面波在介质中以波速20/u m s =沿x 轴负方向传播,已知A 点的振动方程为)(4cos 1032SI t y π-⨯=. (1)以A 点为坐标原点写出波方程;(2)以距A 点5m 处的B 点为坐标原点,写出波方程. 分析 由波相对坐标轴的传播方向和已知点的振动方程 直接写出波方程。

解:(1)坐标为x 处质点的振动相位为)]20/([4)]/([4x t u x t t +=+=+ππϕω波的表达式为 ))](20/([4cos 1032SI x t y +⨯=-π(2)以B 点为坐标原点,则坐标为x 点的振动相位为 )](205[4'SI x t t -+=+πϕω 波的表达式为 )]()20(4cos[1032SI xt y ππ-+⨯=- 6-9 有一平面简谐波在介质中传播,波速100/u m s =,波线上右侧距波源O (坐标原点)为75m 处的一点P 的运动方程为))(2/2cos(30.0SI t y ππ+=,求: (1)波向x 轴正向传播的波方程;(2)波向x 轴负向传播的波方程.解:(1)设以0x =处为波源,沿轴正向传播的波方程为: 0cos[(/)]y A t x u ωϕ=-+ 在上式中,代入75x m =,并与该处实际的振动方程)2/2cos(30.0ππ+=t y 比较u题图6-8可得:100.3,2,2A m s ωπϕπ-===, 可得:))(10022cos(30.0SI x t y ππ-=为所求 (2)设沿轴负向传播的波方程为:0cos[(/)]y A t x u ωϕ=++在上式中,代入75x m =,并与该处实际的振动方程)2/2cos(30.0ππ+=t y 比较可得:100.3,2,A m s ωπϕπ-===-, 可得:)](10022cos[30.0SI x t y πππ+-=为所求 6-10 一平面谐波沿ox 轴的负方向传播,波长为λ,P 点处质点的振动规律如题图6-10所示.求: (1)P 点处质点的振动方程;(2)此波的波动方程;(3)若图中/2d λ=,求O 点处质点的振动方程. 分析 首先由已知振动规律结合旋转矢量图可得P 点振动的初相与周期,从而得到其振动方程。

波动方程则由P 与原点的距离直接得到。

波动方程中直接代入某点的坐标就可求出该点的振动方程。

解:(1)从图中可见4T s =,且00,,po t y A ϕπ==-∴=,则P 点处质点的振动方程为 2cos()cos()()42p y A t A t SI ππππ=+=+ (2)向负方向传播的波动方程为cos[()]2x dy A t ππλ-=++(3)把/2,0d x λ==代入波动方程即得0/23cos[()]cos()224y A t A t πλπππλ-=++=+ 6-11一平面简谐波的频率为500Hz ,在空气(3/3.1m Kg =ρ)中以340/s m 的速度传播,达到人耳时的振幅为m 6100.1-⨯.试求波在人耳中的平均能量密度和声强.分析 平均能量密度公式直接求解。

声强即是声波的能流密度。

解:波在耳中的平均能量密度:222226312 6.4110/2w A A J m ρωπρν-===⨯ 声强就是声波的能流密度,即:322.1810/I uw W m -==⨯6-12 一正弦空气波,沿直径为0.14m 的圆柱形管传播,波的平均强度为32910/J s m -⨯⋅,频率为300Hz,波速为300/s m .求:(1) 波中的平均能量密度和最大的能量密度各是多少? (2) 每两个相邻同相面间的波段中含有多少能量?分析 平均能量密度为其在一个周期内的平均值,为最大值的一半。

两个相邻同相面既是相距一个波长的距离的波段。

解: (1)I w v =⋅Q353910310/300I w J m v --⨯∴===⨯题图6-10y (m)max 2w w =Q 又 53max 610/w J m -∴=⨯(2) 两个相邻同相面间的波段所对应的体积为222230.143003.14 1.5410222300d d u V m πλπν-⎛⎫⎛⎫⎛⎫===⨯⨯=⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭74.6210W wV J -∴==⨯ 6-13 在均匀介质中,有两列余弦波沿Ox 轴传播,波动表达式分别为)]/(2cos[1λνπx t A y -=与)]/(2cos[22λνπx t A y +=,试求Ox 轴上合振幅最大与合振幅最小的那些点的位置。

相关文档
最新文档