大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)韓克芳下冊答案全集

1、11第九章振動和波動基礎(chǔ)振思考題91符合什么規(guī)律的運動是簡諧振動、簡諧振動的特征量由什么決定？答答答答：某一物理量在某一量值值附近隨時間作周期性往復(fù)變化的運動是簡諧運動或者是描述系統(tǒng)的物理量ψ遵從微分方程則該系統(tǒng)的運動就是簡諧運動。其特征量為振幅（由初始狀態(tài)決定）、頻率（由做簡諧振動系統(tǒng)的物理性質(zhì)決定）和初相位（由振動的初始狀態(tài)決定）。92說明下列運動是不是諧振動：（1）完全彈性球在硬地面上的跳動；（2）活塞的往復(fù)運動；（3）如本問題圖

2、所示，一小球沿半徑很大的光滑凹球面滾動（設(shè)小球所經(jīng)過的弧線很短）；（4）豎直懸掛的彈簧上掛一重物，把重物從靜止位置拉下一段距離（在彈性限度內(nèi)），然后放手任其運動；（5）一質(zhì)點做勻速圓周運動，它在直徑上的投影點的運動。（6）小磁針在地磁的南北方向附近擺動。答答答答：簡諧振動的運動學(xué)特征是：振動物體的位移（角位移）隨時間按余弦或正弦函數(shù)規(guī)律變化；動力學(xué)特征是：振動物體所受的合力（合力矩）與物體偏離平衡位置的位移（角位移）成正比而反向。從能量

3、角度看，物體在系統(tǒng)勢能最小值附近小范圍的運動是簡諧振動。所以：（1）不是簡諧運動，小球始終受重力，不滿足上述線性回復(fù)力特征。（2）不是簡諧振動?；钊艿牧εc位移成非線性關(guān)系，不滿足上述動力學(xué)特征。（3）是簡諧振動。小球只有在“小幅度”擺動時才滿足上述特征。（4）是簡諧振動。（5）是簡諧振動。因為投影點的方程符合物體的位移（角位移）隨時間按余弦或正弦函數(shù)規(guī)律變化（6）小磁針只有在小幅度擺動時才滿足上述特征，是簡諧振動；在大幅度擺動時不滿

4、足上述特征。93一彈簧振子由最左位置開始擺向右方，在最左端相位是多少？過中點、達(dá)右端、再回中點、返回左端等各處的相位是多少？初相位呢？若過中點向左運動的時刻開始計時，再回答以上各問。1ddt思考題思考題思考題思考題92圖圖圖圖2ψ2??ω?ψ33（1）機械振動一定能產(chǎn)生機械波；（2）質(zhì)點振動的速度和波的傳播速度是相等的；（3）質(zhì)點振動的周期和波的周期數(shù)值是相等的；（4）波動方程式中的坐標(biāo)原點是選取在波源位置上。答答答：答：：：（1）錯誤

5、，還需要彈性媒質(zhì)。（2）錯誤，波動的速度由媒質(zhì)的性質(zhì)決定，兩者沒有必然的聯(lián)系。（3）對。（4）不一定。99什么是波長、波的周期和頻率、波速？它們之間有什么關(guān)系？它們各由什么決定？答答答：答：：：波長反映波動的空間周期性，定義為同一波線上兩個相鄰的、相位差為2π的振動質(zhì)點之間的距離，或者是相鄰的兩個同相質(zhì)點之間的距離。波速描述振動狀態(tài)傳播快慢程度的物理量，定義為振動狀態(tài)在單位時間內(nèi)所傳播的距離周期和頻率反映了波動的時間周期性，定義為：波傳

6、播一個波長所需要時間，叫周期，用T表示。周期的倒數(shù)叫做頻率，用γ表示它們之間的關(guān)系式為u?λT?λγ?。波速由傳輸媒質(zhì)的性質(zhì)決定，周期和頻率由波源的性質(zhì)決定，波長由波速和周期決定。910波動方程??φ??中表示什么？如果把它寫成y?Acos?答答答：答：：：xxν?????????????????????????????????????????????ν相位的變化.911關(guān)于波長的概念有三種說法，試分析它們是否一致：（1）同一波線上，相

7、位差為2π的兩個振動質(zhì)點之間的距離；（2）在同一個周期內(nèi)，振動所傳播的距離；（3）橫波的兩個相鄰波峰（或波谷）之間的距離；縱波的兩個相鄰密部（或疏部）對應(yīng)點之間的距離。答答答：答：：：三種說法一致。（1）首先用波函數(shù)質(zhì)點x1，x2其相位分別為?1，?2所以相位差為2π即x?xλ致；（3）中只要將某時刻的波形圖作出，很顯然，相鄰的波峰（谷），縱波的相鄰密部（疏部）對應(yīng)點其相位差為2π，和（1）（3）是一致的；912試討論波動能量的傳輸過程

8、；比較波動能量與振動能量。答答答：答：：：由于波動中，傳播出去的是介質(zhì)質(zhì)元的振動狀態(tài)和能量，但質(zhì)量元并未傳播出去，而是在各自的平衡位置做往復(fù)的振動，由于介質(zhì)質(zhì)量元之間的彈性相互作用，質(zhì)元振動狀態(tài)和能3y?Acos??ω??????????ω?表示振動狀態(tài)從振源傳播到某點需要的時間.表示振動狀態(tài)從振源傳播到某點y(xt)?Acos(ωt?2π?φ?來分析，同一波上兩?ωt??π????φ??????ωt??π????φ12?xx?ωt??