机械波作业
《主题四 第三节 机械波》作业设计方案-中职物理高教版机械建筑类
《机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生进一步理解机械波的基本概念和特性，掌握波的传播规律，同时提高学生的空间想象力和实际应用能力。
二、作业内容1. 简答题(1)什么是机械波？列举生活中常见的机械波实例。
(2)机械波在传播过程中，介质中质点的振动方向与波的传播方向有何关系？(3)简述机械波的传播特点和规律。
2. 计算题设计一个实验方案，探究在均匀介质中，一列简谐横波在某一时刻的波形图（请提供波形图），并求出在t时刻，相距为x 的两个质点的振动速度和加速度。
3. 思考题(1)如果波源停止振动，机械波的传播速度是否会立即停止？(2)如果介质中的质点被限制在有限区域内振动，那么这个区域内是否会有机械波？三、作业要求1. 简答题部分：请在理解概念的基础上作答，注意语言表述的准确性和逻辑性。
2. 计算题部分：请根据所给波形图，利用所学知识进行计算和推理，答案要求详细清晰。
3. 思考题部分：请结合所学知识进行思考和讨论，答案不求唯一，注重思路的发散性。
请在回答每个问题时注明编号。
四、作业评价1. 评价标准：(1)答案的准确性：是否正确理解并回答了问题；(2)答案的完整性：是否全面回答了问题；(3)逻辑性：答案的表述是否清晰、有条理；(4)知识的应用能力：能否灵活运用所学知识解决实际问题。
2. 评价方式：学生提交的作业将由教师进行批改，并给出相应的分数或评语。
五、作业反馈教师将在批改完学生作业后，将反馈信息及时反馈给学生，包括解答问题的建议和注意事项。
同时，也会收集学生的问题，以便在课堂上进行解答和讨论。
希望同学们在课后认真思考和完成作业，积极提出问题和讨论，共同进步。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能：1. 进一步理解机械波的基本概念和特性；2. 熟练掌握波的传播方向、振动相位以及空间位置关系；3. 能够分析不同类型的机械波问题，提升解决问题的能力。
二、作业内容1. 单选：以下哪些因素会影响波的传播速度？请选择正确的描述。
第六章 机械波作业及答案
第六章 机械波作业及答案一、选择题1.频率为500Hz 的波，其波速为3601-⋅s m ，在同一波线上位相差为 60的两点的距离为 [ ]（A ）;24.0m （B ）;48.0m （C ）;36.0m （D ）;12.0m2、一平面简谐波的波动方程为)(),3cos(1.0SI x t y πππ+-=，0=t 时刻的波形曲线如图所示，则 [ ](A)O 点的振幅为m 1.0-； (B) 波长为m 3；(C) a,b 两点间位相差为2π; (D) 波速为19-⋅s m .3、图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形．若波的表达式以余弦函数表示，则O 点处质点振动的初相为 [ ](A) 0． (B)π21． (C) π． (D) π23．4、一平面简谐波沿Ox 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图所示，则P 处介质质点的振动方程是 [ ](A))314cos(10.0π+π=t y P (SI)．(B) )314cos(10.0π-π=t y P (SI)．xyOu(C) )312cos(10.0π+π=t y P (SI)．(D) )612cos(10.0π+π=t y P (SI)．5、一平面简谐波沿x 轴负方向传播．已知 x = x 0处质点的振动方程为0cos()y A t ωϕ=+．若波速为u ，则此波的表达式为 (A) 00cos{[()/]}y A t x x u ωϕ=--+． (B) 00cos{[()/]}y A t x x u ωϕ=--+．(C) 00cos{[()/]}y A t x x u ωϕ=--+．(D) 00cos{[()/]}y A t x x u ωϕ=+-+． [ ]6、如图所示，S 1和S 2为两相干波源，它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为λ 的简谐波，P 点是两列波相遇区域中的一点，已知 λ21=P S ，λ2.22=P S ， 两列波在P 点发生相消干涉．若S 1的振动方程为 )212cos(1π+π=t A y ，则S 2的振动方程为 [ ](A) )212cos(2π-π=t A y ． (B) )2cos(2π-π=t A y ．(C))212cos(2π+π=t A y ． (D))1.02cos(22π-π=t A y ．二、计算题1 、已知一平面简谐波的表达式为 )37.0125cos(25.0x t y -= (SI) (1) 分别求x 1 = 10 m ，x 2 = 25 m 两点处质点的振动方程；(2) 求x 1，x 2两点间的振动相位差；2、某质点作简谐振动，周期为2 s ，振幅为0.06 m ，t = 0 时刻，质点恰好处在负向最大位移处，求S(1) 该质点的振动方程；(2) 此振动以波速u = 2 m/s 沿x 轴正方向传播时，形成的一维简谐波的波动表达式，（以该质点的平衡位置为坐标原点）；(3) 该波的波长．3、一列平面简谐波在媒质中以波速u = 5 m/s 沿x 轴正向传播，原点O 处质元的振动曲线如图所示．(1) 求解并画出x = 25 m 处质元的振动曲线． (2) 求解并画出t = 3 s 时的波形曲线．4.一横波方程为 )(2cosx ut A y -π=λ， 式中A = 0.01 m ，λ = 0.2 m ，u = 25 m/s ，求t = 0.1 s 时在x = 2 m 处质点振动的位移、速度、加速度．6 一平面简谐波0=t 时的波形如图所示，且向右传播，波速为,2001-⋅=s m u ，试求 （1）o 点的振动表达式； （2）波的表达式；（3）m x 3=处的P 点振动表达式。
机械波作业答案
1、如图所示，一余弦横波沿X轴正向传播。
实线表示t = 0 时刻的披形，虚线表示t = 0.5 s 时刻的波形，此波的波动方程为(1) y = 0.2cos*2π(t/4-x)]m；(2) y = 0.2cos*2π(t/2-x/4)+ π/2+m；(3) y = 0.2cos*2π(t/4-x)+ π+m；(4) y = 0.2cos*2π(t/2-x/4)- π/2+m。
由波形图可知波长＝4m，故应选（2）或（4），又因为0点经0.5秒后要运动到位移负极大处，故初项应为π2。
2、机械波通过不同的媒质时，就波长λ、频率v 和波速c而言，其中_______________要改变，_______________不改变。
波和波长改变，频率不变。
详解：频率是波源振动的频率，与介质无关，而波速和波长则和介质有关。
3. [ ]以下关于波速的说法哪些是正确的?选1和3(1)振动状态传播的速度等于波速；(2) 质点振动的速度等于波速；(3) 位相传播的速度等于波速；(4) 对于确定的波动和媒质，波速是一常数。
4. [ ]一机械波的波速为c、频率为ν，沿着X 轴的负方向传播，在X 轴上有两点x1和x2，如果x2> x1 >0 ，那么x2和x1处的位相差△φ=φ2-φ1为：选（4）(1) 0；(2) π；(3 )2πν(x1- x2)/c；(4) 2πν(x2- x1)/c。
5. 己知波源在原点(x= 0) 的平面简谐波方程为y = Acos(Bt - Gx) ，式中A 、B 、G 为恒量。
试求:(1)波的振幅、波速、频率、周期和波长；(2)写出传播方向上距离波源L处一点振动方程；(3)任一时刻在波传播方向上相距为D 的两点之间的位相差。
（1）波动方程y=A cos Bt−Gx=A cos B(t−GB x)，所以波的振幅为A,波速u为GB，周期为T=2πω=2πB，频率ν＝1T=B2π，波长λ=uT=2πG；（2）把波动方程中的x用l来代，即可求得距波源l处的振动方程为y=A cos Bt−Gl；2π=DG。
大学物理7章作业
第七章机械波一。
选择题1。
机械波的表示式为（SI）,则(A）其振幅为3m（B）其波速为10m/s （C）其周期为1/3s (D）波沿x轴正向传播2。
一平面简谐波沿x轴正向传播，时波形图如图示，此时处质点的相位为(A) 0 （B) π(C）π/2 （D） - π/23. 频率为100Hz、波速为300m/s的简谐波，在传播方向上有两点同一时刻振动相位差为π/3，则这两点相距（A) 2m（B）21。
9m（C) 0.5m（D）28。
6m4。
一平面简谐波在介质中传播，某瞬时介质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量为(A) 动能最大，势能为零 (B）动能为零，势能最大(C) 动能为零，势能为零（D）动能最大，势能最大5. 一平面简谐波在弹性介质中传播，下述各结论哪个是正确的？（A）介质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小,总机械能守恒(B) 介质质元的振动动能和弹性势能做周期性变化，但二者的相位不相同(C) 介质质元的振动动能和弹性势的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等(D）介质质元在其平衡位置处弹性势能最大6。
两相干波源S1、S2发出的两列波长为λ的同相位波列在P点相遇，S1到P点的距离是r1，S2到P点的距离是r2，则P点干涉极大的条件是(A)（B)（C）(D）7. 两相干波源S1和S2相距λ/4（λ为波长），S1的相位比S2的相位超前,在S1、S2连线上，S1外侧各点（例如P点）两波干涉叠加的结果是(A) 干涉极大(B) 干涉极小（C）有些点干涉极大,有些点干涉极小(D)无法确定8。
在波长为λ的驻波中,任意两个相邻波节之间的距离为（A) λ (B) 3λ/4 （C) λ/2（D）λ/4二。
填空题9。
一声波在空气中的波长是0.25m，传播速度时340m/s，当它进入另一种介质时，波长变成了0。
37m，则它在该介质中的传播速度为__________________。
10. 平面简谐波沿x轴正向传播，波动方程为，则处质点的振动方程为_________________,处质点与处质点振动的相位差为_______。
高考物理总温习12.2机械波课时作业
课时作业34 机械波时间：45分钟一、选择题1.如图所示为两列相干水波在t＝0时刻的叠加情况，其中实线表示波峰，虚线表示波谷．若两列波的振幅均维持5 cm不变，波速和波长别离为1 m/s和0.5 m，C点是BD连线的中点．则下列说法正确的是( )A．A、D点振动始终增强，B点振动始终减弱B．C点始终维持静止不动C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10 cmD．在t＝0至t＝ s的时间内，B点通过的路程为20 cm解析：A、B、C、D点振动始终增强，选项A、B错误；t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为20 cm，选项C错误；波动周期T＝λ/v＝ s，在t＝0至t＝ s的时间内，B点通过的路程为20 cm，选项D正确．答案：D2．如图是沿x轴正方向传播的一列横波在t＝0的一部份波形，此时P点的位移为y0.则尔后P点的振动图象是如图中的( )解析：按照波动传播规律，尔后P点的振动图象是图中的B.答案：B3．一列简谐波沿x轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示，a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置．如再过3/2个周期开始计时，其中某质点继续振动的图象如图乙所示，则该质点是( )A．a处质点B．b处质点C．c处质点D．d处质点解析：画出再过3/2个周期后的波形图，a处质点处于波谷，c处质点处于波峰，b处质点处于平衡位置且向下运动，d处质点处于平衡位置且向上运动，所以图乙是d处质点的振动图象，选项D正确．答案：D4．[多选]在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图，其波速为5 m/s，则下列说法正确的是( )A．此时P(－2 m,0 cm)、Q(2 m,0 cm)两点运动方向相同B ．再通过 s 质点N 恰好在(－5 m,20 cm)位置C ．能与该波发生干与的横波的频率必然为3 HzD ．波的频率与波源的振动频率无关解析：此时P 点和Q 点都向下振动．再通过 s ，波向前传播的距离为2.5 m ，此时N 点正好在波峰位置，即坐标为(－5 m,20 cm)；此波的频率为f ＝v λ＝52Hz ＝ Hz ，所以能与该波发生干与的横波的频率必然为 Hz ；波的频率等于波源的振动频率．正确选项为AB.答案：AB 5.[多选]一简谐横波以4 m/s 的波速沿x 轴正方向传播．已知t ＝0时的波形如图所示，则( )A ．波的周期为1 sB ．x ＝0处的质点在t ＝0时向y 轴负向运动C ．x ＝0处的质点在t ＝14 s 时速度为0D ．x ＝0处的质点在t ＝14s 时速度值最大解析：由波的图象知波长λ＝4 m ，所以周期T ＝λv＝1 s ，A 项正确；由波的传播方向和质点振动方向之间的关系知，此时x ＝0处的质点向y 轴负向运动，B 项正确；质点运动时越接近平衡位置速度越大，t ＝14 s ＝T4时，x ＝0处的质点已运动到x 轴下方，其振动速度既不为零也不是最大值，C 、D 均错．答案：AB 6．[多选]一列波源在x ＝0处的简谐波，沿x 轴正方向传播，周期为 s ，t 0时刻的波形如图所示．此时x ＝12 cm 处的质点P 恰好开始振动．则( )A ．质点P 开始振动时的方向沿y 轴正方向B ．波源开始振动时的方向沿y 轴负方向C ．尔后一个周期内，质点P 通过的路程为8 cmD ．这列波的波速为4.00 m/s解析：质点P 开始振动时的方向沿y 轴负方向，波源开始振动时的方向沿y 轴负方向，选项A 错误B 正确；尔后一个周期内，质点P 通过的路程为4个振幅，为4×5 cm＝20 cm ，选项C 错误；这列波的波长8 cm ，波速为4.00 m/s ，选项D 正确．答案：BD7．[多选]下图甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，Q 、P 是波上的质点，图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象，从该时刻起，下列说法中正确的是( )A ．通过 s 时，质点Q 的加速度大于质点P 的加速度B ．通过 s 时，质点Q 的加速度小于质点P 的加速度C ．通过 s 时，质点Q 的运动方向沿y 轴负方向D ．通过 s 时，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向解析：由图乙可知，质点的振动周期T ＝ s ，通过 s ，即14周期，质点P 抵达负向的最大位移处，而此时质点Q 处在正的某一名移处，位移越大，加速度越大，故B 正确．通过 s ，即12周期，质点Q 在从正的最大位移回到平衡位置的途中，运动方向沿y 轴负方向，故C 正确． 答案：BC 8.如图为一列沿x 轴正向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波形图，P 为0.9 m 处的质点，Q 为2.2 m 处的质点．若经历Δt ＝ s ，P 质点恰好第一次运动到波谷，则下列说法正确的是( )A ．该波的周期T ＝18sB ．该波的传播速度为v ＝14 m/sC ．从t ＝0时刻再经历1 s ，P 质点向前传播的距离为14 mD ．从t ＝0时刻再经历114s ，Q 质点必然向下振动解析：按照题述Δt ＝ s ＝＋×＝，该波的周期T ＝17 s ，选项A 错误；该波的波长为2 m ，传播速度为v ＝14 m/s ，选项B 正确；从t ＝0时刻再经历1 s ，P 质点仍围绕平衡位置振动，不向前移动，选项C 错误；从t ＝0时刻再经历114s ，Q 质点必然向上振动，选项D 错误．答案：B9．下图甲是一列简谐横波在t ＝2 s 时的波形图，图乙是这列波中P 点的振动图象，则该波的传播速度和传播方向是( )A ．v ＝25 m/s ，向x 轴负方向传播B ．v ＝25 m/s ，向x 轴正方向传播C ．v ＝50 m/s ，向x 轴负方向传播D ．v ＝50 m/s ，向x 轴正方向传播解析：由图知，2 s 时刻P 点正通过平衡位置向正方向运动，则由波动图象可知波应向x 轴的负方向传播；而波的周期为2 s ，波长为100 m ，则波速v ＝1002 m/s ＝50 m/s ；故C 正确．答案：C二、五选三型选择题 10.如图所示，沿x 方向的一条细绳上有O 、a 、b 、c 四点，Oa ＝ab ，bc ＝5ab ，质点O 在垂直于x 轴方向上做简谐运动，沿x 轴传播形成横波．t ＝0时刻，O 点开始向上运动，经t ＝ s ，O 点第一次抵达上方最大位移处，这时a 点才开始往上运动，由此可以判断，在t ＝ s 时刻( )A ．a 点位于x 轴下方B ．c 点位于x 轴上方C ．a 点正向上运动D ．c 点正向下运动E ．在0～ s 内，质点b 三次抵达过波峰解析：按照题述经t ＝ s ，O 点第一次抵达上方最大位移处，波动周期为 s ，波长为4Oa .在t ＝ s 时刻，波传播314个周期，a 点位于平衡位置且向上运动，c 点位于平衡位置且向下运动，选项A 、B 错误．在0～ s 内，质点b 三次抵达过波峰，选项C 、D 、E 正确．答案：CDE11．在某一均匀介质中由波源O 发出的简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形如图，其波速为5 m/s ，则下列说法正确的是( )A ．此时P 、Q 两点运动方向相同B ．再通过 s 质点N 恰好在(－5 m,20 cm)位置C ．能与该波发生干与的横波的频率必然为 HzD ．波的频率与波源的振动频率无关E ．波的波速由波源和介质的性质一路决定解析：PQ 两点关于波源O 对称，此时P 、Q 两点运动方向相同，选项A 正确；该波波长为2 m ，周期 s ，再通过 s 质点N 恰好在(－5 m,20 cm)位置，选项B 正确；按照波发生干与的条件，能与该波发生干与的横波的频率必然为 Hz ，选项C 正确；波的频率与波源的振动频率相同，选项D 错误；波的波速仅由介质的性质决定，选项E 错误．答案：ABC12．某横波在介质中沿x 轴传播，图甲为t ＝ s 时的波形图，图乙为P 点(x ＝1.5 m 处的质点)的振动图象，那么下列说法正确的是( )A ．t ＝ s 时，质点P 正在往负方向运动B ．该波向右传播，波速为2 m/sC ．质点L 与质点N 的运动方向总相反D ．t ＝ s 时，质点M 处于平衡位置，并正在往正方向运动E ．t ＝ s 时，质点K 向右运动了2 m解析：由质点P 的振动图象，可知t ＝ s 时质点P 正在往正方向运动，选项A 错误；波长为4 m ，周期2 s ，该波向右传播，波速为2 m/s ，选项B 正确；质点L 与质点N 相距半个波长，质点L 与质点N 的运动方向总相反，选项C 正确；t ＝ s 时，质点M 处于平衡位置，并正在往正方向运动，选项D 正确；t ＝ s 时，质点K 位于波谷，选项E 错误．答案：BCD 三、非选择题13．如图所示，一横波的波源在座标原点，x 轴为波的传播方向，y 轴为振动方向．当波源开始振动1 s 时，形成了如图所示的波形(波刚传到图中P 点)．试求：(1)从图示位置再经多长时间波传到Q 点？ (2)波传到Q 点时质点P 的位移． 解析：(1)按照图象，波的波长λ＝4 m 波速为v ＝λT＝4 m/s 波传到Q 点用的时间t ＝l PQv＝ s (2)质点振动的周期：T ＝1 sP 质点开始向下振动，波经P 点传到Q 点的时间为34周期，则此时质点P 的位移为10 cm.答案：(1) s (2)10 cm14．一列简谐横波沿直线传播，在这条直线上相距d ＝1.5 m 的A 、B 两点，其振动图象别离如图中甲、乙所示．已知波长λ>1 m ，求这列波的波速v .解析：由A 、B 两点振动图象可知，该波的振动周期T ＝4×10－3s 若波由A 向B 传播d ＝nλ1＋34λ1＝1.5 m又λ>1 m所以λ1＝4×3＝2 m传播速度v 1＝λ1T ＝24×10－3m/s ＝500 m/s 若波由B 向A 传播d ＝nλ2＋14λ2＝1.5 m又λ>1 m所以λ2＝6 m 或λ2′＝1.2 m 传播速度v 2＝λ2T＝1 500 m/s 或v 2′＝λ2′T＝300 m/s. 答案：500 m/s 1 500 m/s 300 m/s。
第十一章机械波作业任务答案解析
一. 选择题[ C ]1. 一沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s 时的波形曲线如图所示，则原点O 的振动方程为(A) )21(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．(B) )2121(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)．(C) )2121(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．(D) )2141(cos 50.0ππ+=t y ，(SI)．提示：设O 点的振动方程为O 0()cos()y t A t ωϕ=+。
由图知，当t=2s 时，O 点的振动状是正确的。
[ B ]2. 图中画出一向右传播的简谐波在t 时刻的波形图，BC 为波密介质的反射面，波由P 点反射，则反射波在t 时刻的波形图为提示：由题中所给波形图可知，入射波在P 点的振动方向向下；而BC 为波密介质反射面，故在P 点反射波存在“半波损失”，即反射波与入射波反相，所以，反射波在P 点的振动方向向上，又P 点为波节，因而得答案B 。
[ A ]3. 一平面简谐波沿x 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图所示，则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是ωSAϖO ′ωSA ϖO ′ωϖO ′ωSAϖO ′(A)(B)(C)(D)S[ B ]4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻媒质中某质元在负的最大位移处，则它的能量是(A) 动能为零，势能最大．(B) 动能为零，势能为零．(C) 动能最大，势能最大．(D) 动能最大，势能为零．提示：动能=势能，在负的最大位移处时，速度=0，所以动能为零，势能也为零。
[ B ]5. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动(A) 振幅相同，相位相同．(B) 振幅不同，相位相同．(C) 振幅相同，相位不同．(D) 振幅不同，相位不同．提示：根据驻波的特点判断。
[ C ]6. 在同一媒质中两列相干的平面简谐波的强度之比是I1 / I2 = 4，则两列波的振幅之比是(A) A1 / A2 = 16．(B) A1 / A2 = 4．(C) A1 / A2 = 2．(D) A1 / A2 = 1 /4．二.填空题1. 一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在t时刻的总机械能是10 J，则(t+在2. 一列强度为I 的平面简谐波通过一面积为S 的平面，波速u ϖ与该平面的法线0n v的夹角为θ，则通过该平面的能流是cos IS θ。
机械波作业答案
6. 关于驻波，以下见解正确的是（ ） A. 波形不变 B. 波腹处质点位移恒不为零 C. 波节处质点位移恒为零 D. 两相邻波腹间的距离为四分之一波长
7. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动（ ）
A.振幅相同，位相相同 B.振幅不同，位相相同 C.振幅相同，位相不同 D.振幅不同，位相不同
2. 如图所示，一平面简谐波沿Ox轴负方向传播，
波 则P处长波质为的点波l,_若动_t1_P方_处_l程_l质_是_点时_y的_刻_振_A的_c动_o振s_[方_2动_π程_状_(t是_态_x_yl与p__l _)A_Lc_π2o_s](。y2π t ，π2 )
O处的质点t1时刻的振动状态相同。
L
p
L 10 lg I I0
I0 1012 W/m2
（三） 计算题
1. 沿绳子传播的平面简谐波的波动方程为
y 0.05 cos(10πt 4πx)
式中x、y以米计，t 以秒计。求：
（1）波的波速、频率和波长；
（2）绳子上各质点振动时的最大速度和最大加速度；
（3）求x=0.2m处质点在t=1s时的相位，它是原点在哪
动。 D.单位体积介质中的波动能量（能量密度）为恒量。
5. 两列振幅相同的相干波在空间P点相遇， 某 时刻观测到P点的合成振动的位移既不等于这 两列振幅之和，又不等于这两列波的振幅之差， 则我们可以断言（ ）
A. P点不可能是振动最弱的点 B. P点不可能是振动最强的点 C. P点不是振动最强的点，也不是最
r1 10 x , r2 10 x
Δ＝π 2λπ(r2 r1 ) (2k 1)π
x=4k 4(k 0 1, 2, ) 或 x=-4k
机械波作业及参考参考答案
第十机械波一. 选择题C1．基础训练1图14-10为一平面简谐波在t =2s 时刻的波形图;则平衡位置在P 点的质点的振动方程是A ]31)2(cos[01.0π+-π=t y P SI ．B ]31)2(cos[01.0π++π=t y P SI ．C ]31)2(2cos[01.0π+-π=t y P SI ．D ]31)2(2cos[01.0π--π=t y P SI ．提示由t=2s 波形;及波向X 轴负向传播;波动方程})2[(cos{0ϕω+-+-=ux x t A y ;ϕ为P 点初相..以0x x =代入.. C2．基础训练4一平面简谐波在弹性媒质中传播;在某一瞬时;媒质中某质元正处于平衡位置;此时它的能量是A 动能为零;势能最大．B 动能为零;势能为零．C 动能最大;势能最大．D 动能最大;势能为零．提示在波动的传播过程中;任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同;在平衡位置;动能最大;势能最大..D3．基础训练7在长为L;一端固定;一端自由的悬空细杆上形成驻波;则此驻波的基频波波长最长的波的波长为AL ．B2L ． C3L ．D4L ． 提示形成驻波;固定端为波节;自由端为波腹..波长最长;4L λ=..D4．自测提高3一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播;在t =t ＇时波形曲线如图14-24所示．则坐标原点O 的振动方程为A ]2)(cos[π+'-=t t b u a y ． B 2)(2cos[π-'-π=t t bu a y ．C ]2)(cos[π+'+π=t t bu a y ．图14-10图14-24D ]2)(cos[π-'-π=t t b ua y ．提示由图可知;波长为2b;周期2=,b T u 频率=u b ωπ;在t =t ＇;o 点的相位为-2π.. 坐标原点O 的振动方程为]2)(cos[π-'-π=t t b u a yD5．自测提高6如图14-25所示;S 1和S 2为两相干波源;它们的振动方向均垂直于图面;发出波长为 的简谐波;P 点是两列波相遇区域中的一点;已知λ21=P S ;λ2.22=P S ;两列波在P 点发生相消干涉．若S 1的振动方程为)212cos(1π+π=t A y ;则S 2的振动方程为A )212cos(2π-π=t A y ．B )2cos(2π-π=t A y ．C )212cos(2π+π=t A y ．D 2cos(20.1)y A t =π-π．辅导书这里写错了 提示P 点两个振动的相位差为()()2010212r r πϕϕϕλ∆=---;发生相消干涉的条件为两列波频率相等、振动方向相同．．．．．．、振幅相同;相位差恒定并且 ()21,0,1,2,k k ϕπ∆=+=±±;有以上条件得到;S 2的振动方程为 C6．自测提高7在弦线上有一简谐波;其表达式是]3)2002.0(2cos[100.221π+-π⨯=-x t y SI 为了在此弦线上形成驻波;并且在x =0处为一波节;此弦线上还应有一简谐波;其表达式为：A ]3)2002.0(2cos[100.222π++π⨯=-x t y SI ． B ]32)2002.0(2cos[100.222π++π⨯=-x t y SI ．C ]34)2002.0(2cos[100.222π++π⨯=-x t y SI ．D ]3)2002.0(2cos[100.222π-+π⨯=-x t y SI ． 提示根据驻波的形成条件.. 二. 填空题7．基础训练10一平面简谐机械波在媒质中传播时;若一媒质质元在t 时刻的总机械能是10J;则在)(T t +T 为波的周期时刻该媒质质元的振动动能是______5J_____.. 提示k p E E =图14-258．基础训练16在真空中沿着z 轴负方向传播的平面电磁波;O 点处电场强度为)312cos(300π+π=t E x νSI;则O 点处磁场强度为__)3/2cos(796.0π+π-=t H y νA/m___________．在图14-18上表示出电场强度;磁场强度和传播速度之间的相互关系．提示电磁波特性..H E 和同相..H E 00με=..H E⨯为电磁波传播方向..9．基础训练17一列强度为I 的平面简谐波通过一面积为S 的平面;波速u与该平面的法线0n提示能流及波的强度定义..10．基础训练18一列火车以20 m/s 的速度行驶;若机车汽笛的频率为600Hz;一静止观测者在机车前和机车后所听到的声音频率分别为______637.5Hz_________和_____566.7Hz___________设空气中声速为340 m/s ． 提示RR S Su v u v νν+=- 11．自测提高11如图14-27所示;两相干波源S 1与S 2相距3 /4; 为波长．设两波在S 1S 2连线上传播时;它们的振幅都是A ;并且不随距离变化．已知在该直线上在S 1左侧各点的合成波强度为其中一个波强度的4倍;则两波源应满足的相位条件是_13+2ϕπ__．提示强度与振幅的平方成正比;所以可以判断S 1左侧各点为干涉增强点..根据干涉增强条件;得到213-=2ϕϕπ12．自测提高15有A 和B 两个汽笛;其频率均为404Hz ．A 是静止的;B 以3.3 m/s 的速度远离A ．在两个汽笛之间有一位静止的观察者;他听到的声音的拍频是已知空气中的声速为330 m/s____4Hz________．提示RR S Su v u v νν+=-;再利用拍频的定义.. 三.计算题图14-2713．基础训练21如图14-20所示为一平面简谐波在t =0时刻的波形图;设此简谐波的频率为250Hz;且此时质点P 的运动方向向上;求 1该波的表达式；2在距原点O 为100 m 处质点的振动方程与振动速度表达式．解：1由P 点的运动方向;可判定该波向右传播．原点O 处质点;t =0时 02/2cos x A A φ==;所以4/π-=φO 处振动方程为)41500cos(0ππ-=t A y m由图可判定波长 =200 m;故波动表达式为]41)200250(2cos[ππ--=x t A y m 2距O 点100 m 处质点的振动方程是)45500cos(1ππ-=t A y m 或13cos(500)4y A t =+ππm/s 振动速度表达式是5v 500sin(500)4A t =--πππm/s或3v 500sin(500)4A t =-+πππm/s14．基础训练22设1S 和2S 为两个相干波源;相距41波长;1S 比2S 的位相超前2π..若两波在1S 、2S 连线方向上的强度相同且不随距离变化;问1S 、2S 连线上在1S 外侧各点的合成波的强度如何 又在2S 外侧各点的强度如何解：由题目可知211-=2ϕϕπ;在1S 外侧任取一点P;P 点的相位为()()21212=-S P S P πϕϕϕπλ∆=---;满足干涉相消条件..所以在1S 、2S 连线上在1S 外侧各点的合成波的强度为零..同理;在2S 外侧任取一点Q;Q 点的相位为()()21212=0S Q S Q πϕϕϕλ∆=---;满足干涉增强条件..所以在1S 、2S 连线上在1S 外侧各点的合成波的强度为41I ..1I 为单个波的强度图14-19 图14-2015．基础训练23如图14-21;一平面波在介质中以波速u =20m/s 沿x 轴负方向传播;已知A 点的振动方程为t y π⨯=-4cos 1032SI ．1以A 点为坐标原点写出波的表达式；2以距A 点5 m 处的B 点为坐标原点;写出波的表达式． 解：1以A 点为坐标原点;波的表达式为-2310cos4()20xy t π=⨯+SI 2以距A 点5 m 处的B 点为坐标原点;波的表达式为2310cos[4()]20xt ππ-=⨯+-SI 16．基础训练27在弹性媒质中有一沿x 轴正向传播的平面波;其表达式为)214cos(01.0π-π-=x t y SI ．若在x =5.00 m 处有一媒质分界面;且在分界面处反射波相位突变 ;设反射波的强度不变;试写出反射波的表达式．解：反射波在x 点引起的振动相位为反射波表达式为)10214cos(01.0π-π+π+=x t y SI或10.01cos(4)2y t x ππ=++SI17．基础训练28正在报警的警钟;每隔0.5秒钟响一声;一声接一声地响着..有一个人在以60公里/小时的速度向警钟行驶的火车中;问这个人在5分钟内听到几响..解：由题目得到1100=2,330/,/,6S R s u m s v m s ν-==5分钟内听到560 2.1=630.3⨯⨯;听到的响声为630响..18．自测提高22在实验室中做驻波实验时;在一根两端固定长3 m 的弦线上以60Hz 的频率激起横向简谐波．弦线的质量为60×10-3 kg ．如要在这根弦线上产生有四个波腹的很强的驻波;必须对这根弦线施加多大的张力 .解：∵mTll m T Tu ===/μ① 又∵νλ=u ②由题意知λ214=l ∴l 21=λ③图14-21将③代入②得l u 21⋅=ν;代入①;得422l m Tl ν=; 241νml T =16260310604123=⨯⨯⨯⨯=-N 四．附加题19．自测提高24如图14-32;一圆频率为ω;振幅为A 的平面简谐波沿x 轴正方向传播;设在t=0时该波在原点O 处引起的振动使媒质元由平衡位置向y 轴的负方向运动;M 是垂直于x 轴波波长;设反的波密媒质反射面;已知4'47'λλ==PO OO ，λ为该射波不衰减;求：1入射波与反射波的波动方程；2P 点的振动方程.. 解：设O 处振动方程为)cos(0φω+=t A y 当t =0时;y 0=0;v 0<0;∴π=21φ∴)21cos(0π+=t A y ω 故入射波表达式为12cos()2y A tx在O ′处入射波引起的振动方程为由于M 是波密媒质反射面;所以O ′处反射波振动有一个相位的突变 ． ∴cos()y A t ππ2反t A ωcos =反射波表达式22cos[()]y A tOO x π)]47(2cos[x t A -π-=λλω 合成波为12y y y ]22cos[π+π-=x t A λω]22cos[π+π++x t A λω将P 点坐标λλλ234147=-=x 代入上述方程得P 点的振动方程图14-32。
高中物理机械波作业选修3
高中物理机械波作业选修3编者：班级：姓名：课题：波的形成和传播波的图像1．以下各种波，属于机械波的是( ) A．水波B．光波C．无线电波D．地震波2．关于振动和波的关系，以下讲法正确的选项是( )A．假如波源停止振动，在介质中传播的波也赶忙停止B．发声体在振动时，一定会产生声波C．波动的过程是介质质点由近及远的传播过程D．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程3．机械波传播的是( ) A．介质中的质点B．质点的运动形式C．能量D．信息4．以下关于机械振动和机械波的讲法正确的选项是( )A．有机械振动就一定有机械波B．各质点都只在各自的平稳位置邻近振动C．各质点也随波的传播而迁移D．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必落后于前一质点5．区分横波和纵波是依照( ) A．沿水平方向传播的叫横波B．质点振动的方向和波传播的远近C．质点振动方向和波传播方向的关系D．质点振动的快慢6．关于声波，以下讲法中正确的选项是( ) A．空气中的声波一定是纵波B．声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体和真空中传播C．能听到声音是因为声源处的空气进入了耳朵D．空气能传播声源的能量和信息7．如下图是一列波的波形图，波沿x轴正向传播，就a、b、c、d、e五个质点而言，速度为正，加速度为负的点是( )A．a B．bC．c D．d8．如下图是一列横波在某一时刻的波形图，D点现在的运动方向如下图，那么( )A．波向左传播B．质点F和H的运动方向相同C．质点B和D的加速度方向相同，而速度方向相反D．质点G比H先回到平稳位置9．一列向左传播的横波，某时刻的波形如下图，可知该时刻P点的运动方向是( )A．y的正向B．y的负向C．x的负向D．沿曲线向左上方10．如图甲所示为一列简谐波在某一时刻的波的图象求：(1)该波的振幅(2)波向右传播，讲明A、B、C、D质点的振动方向。
(3)在图乙上画出通过T/4后的波的图象。
《主题四 第三节 机械波》作业设计方案
《机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 理解机械波的基本概念和性质；2. 掌握简谐横波的波动方程；3. 了解波的传播方向和质点振动方向的关系；4. 熟悉波的干涉和叠加现象。
二、作业内容1. 选择题：以下关于机械波的表述，哪个是正确的？A. 机械波在传播过程中，能量是守恒的；B. 机械波的传播方向与质点振动方向一定垂直；C. 波的干涉现象会产生新的波形；D. 波的叠加不会改变原来各波的波形。
2. 填空题：请填写以下空白：（1）机械波的传播方向上，介质中各质点的振动频率与波源的频率__________。
（2）在简谐横波中，相邻两个波峰（或波谷）间的距离与波长__________。
（3）在波动图象中，振动方向与传播方向的关系是__________。
3. 简答题：请回答以下问题：（1）简谐横波在传播过程中，为什么各质点的振动周期等于波源的振动周期？（2）在波的干涉中，两列相干波源的距离保持不变，若其中一列波的振幅减小，另一列波的振幅增大，那么干涉区域中质点的振动情况有何变化？三、作业要求1. 请同学们独立完成作业，如有疑问可查阅相关资料或与同学讨论；2. 作业完成后请将答案提交至学习平台，以便老师查阅和评价。
四、作业评价本次作业的评价标准包括：答案的准确性、回答的速度和质量以及问题分析的深度和广度。
评价方法将采用平台自动评分和老师评语相结合的方式。
对于普遍存在的问题，将在下次课堂上进行集中讲解。
对于个别学生的疑问，将给予针对性的解答。
五、作业反馈请同学们在提交作业后，关注平台的反馈结果，了解自己的作业完成情况。
如有疑问，请及时与老师沟通，以便更好地理解和掌握相关知识。
同时，也欢迎同学们相互之间交流学习，共同提高。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 深入理解机械波的基本概念和原理；2. 掌握波动在不同介质间传播的规律；3. 能够应用所学知识解决实际物理问题。
机械波作业及参考答案
第十四章 机械波一. 选择题[C] 1．（基础训练1）图14-10为一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图，则平衡位置在P 点的质点的振动方程是(A)]31)2(cos[01.0π+-π=t y P (SI)．(B) ]31)2(cos[01.0π++π=t y P (SI)．(C) ]31)2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI)．(D) ]31)2(2cos[01.0π--π=t y P (SI)．【提示】由t=2s 波形，及波向X 轴负向传播，波动方程}])2[(cos{0ϕω+-+-=ux x t A y ，ϕ为P 点初相。
以0x x =代入。
[C] 2．（基础训练4）一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是（）(A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零．(C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零．【提示】在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，在平衡位置，动能最大，势能最大。
[D] 3．（基础训练7）在长为L ，一端固定，一端自由的悬空细杆上形成驻波，则此驻波的基频波（波长最长的波）的波长为(A) L ． (B) 2L ． (C) 3L ． (D) 4L ． 【提示】形成驻波，固定端为波节，自由端为波腹。
波长最长，4L λ=。
[D] 4．（自测提高3）一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t = t ＇时波形曲线如图14-24所示．则坐标原点O 的振动方程为(A)]2)(cos[π+'-=t t b u a y ．(B) ]2)(2cos[π-'-π=t t b u a y ．(C) ]2)(cos[π+'+π=t t b u a y ．(D) ]2)(cos[π-'-π=t t b u a y ．【提示】由图可知，波长为2b ，周期2=,b T u 频率=u b ωπ，在t = t ＇，o 点的相位为-2π。
机械波课后作业(教师用)
第2讲机械波1．一列横波沿x轴正方向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图1--2-19(a)所示，此后，若经过34周期开始计时，则图(b)描述的是()．图1--2-19A．a处质点的振动图象B．b处质点的振动图象C．c处质点的振动图象D．d处质点的振动图象解析由图(a)看出，从该时刻经过3/4周期，质点a、b、c和d分别运动到波谷、平衡位置、波峰和平衡位置，从而排除选项A和C；因到达平衡位置的b和d的运动方向分别沿y轴负、正方向，故图(b)所表示的是b处的质点的振动图象．答案 B2．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图1-2-20所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()．图1--2-20A．A＝1 m f＝5 Hz B．A＝0.5 m f＝5 HzC．A＝1 m f＝2.5 Hz D．A＝0.5 m f＝2.5 Hz解析由题干图可知振幅A＝0.5 m．波从M传到N的过程，波速v＝xt＝11－50.6m/s＝10 m/s.由图可知λ＝4 m，所以T＝λv＝0.4 s，f＝1T＝2.5 Hz.D正确．答案 D3．如图1--2-21所示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为4 m/s.图中“A、B、C、D、E、F、G、H”各质点中()．图1--2-21A．沿y轴正方向速率最大的质点是DB．沿y轴正方向加速度最大的质点是BC．经过Δt＝0.5 s质点D将向右移动2 mD．经过Δt＝2.5 s，质点D的位移是0.2 m解析在平衡位置的质点速率最大，又从传播方向可以判断，质点D向上振动，质点H向下振动，所以A项正确；在最大位移处的质点加速度最大，加速度的方向与位移方向相反，B质点的加速度方向向下，B项错误；质点只能在平衡位置两侧上下振动，并不随波迁移，C项错误；波传播的周期T＝λv ＝1 s，经过Δt＝2.5 s＝2.5T，质点D仍位于平衡位置，所以位移为0，D项错误．答案 A4.一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1--2-22甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1.5 m和x＝4.5 m．P点的振动图象如图1-2-22乙所示．在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是()．甲乙图1--2-22解析该波的波长为4 m，P、Q两点间的距离为3 m．当波沿x轴正方向传播时，P在平衡位置向上振动，而Q点此时应处于波峰，B正确；当波沿x 轴负方向传播时，P点处于平衡位置向下振动，而此时Q点应处于波谷，C 正确．答案BC5.质点O振动形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻的波形图如图1-2-23甲所示，当波传到x＝3 m处的质点P时开始计时，质点P的振动图象如图乙所示，则()．图1-2-23A．该波的频率为25 HzB．该波的传播速度为2 m/sC．质点O开始振动时沿y轴正方向D．从t时刻起，经过0.015 s，质点P将回到平衡位置解析根据题图可知，该波的波长λ＝8 m，周期T＝0.04 s，所以波速v＝λ/T ＝200 m/s，频率f＝1/T＝25 Hz，选项A正确，B错误；根据甲图，t时刻机械波刚好传播到x＝8 m处的质点，已知机械波沿x轴正方向传播，该质点的起振方向为y轴负方向，这与波源的起振方向相同，所以质点O开始振动时沿y轴负方向，也可利用乙图看出质点P的起振方向沿y轴负方向，选项C 错误；经过0.015 s波传播的距离为x＝200×0.015 m＝3 m，从t时刻起经过0.015 s质点P左侧距离质点P3 m远的质点O的振动情况传到P点，即P点回到平衡位置，选项D正确．答案AD6.一列简谐横波以v＝24 m/s的速度水平向右传播，图1-2-24在t1、t2两时刻的波形分别如图1-2-24中实线和虚线所示，图中两波峰处质点A、B的平衡位置相距7 m，质点的振动周期为T，且4T<(t2－t1)<5T，在(t2－t1)时间内波向右传播的距离为25 m，则这列波的波长为________ m，这列波中各质点的振动周期T＝________ s.解析由题意知3λ＋7 m＝25 m，解得波长λ＝6 m，由λ＝v T得这列波中各质点的振动周期T＝λ/v＝0.25 s.答案60.257.如图1--2-25所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t＝0时的波形图，图乙是这列波中质点P的振动图线，那么：甲乙图1--2-25(1)该波的传播速度为________m/s；(2)该波的传播方向为________(填“向左”或“向右”)；(3)图甲中Q点(坐标为x＝2.25 m处的点)的振动方程为：y＝________cm.解析(1)波的周期T＝2 s，波长λ＝1 m，波速v ＝λT ＝0.5 m/s.(2)P 点向上运动，不难判断波是向左传播．(3)Q 点此时从最大位移开始向平衡位置运动，振动图象是一条余弦曲线，A＝0.2cm ，ω＝2πT ＝π，Q 点的振动方程为y ＝0.2cos (πt )．答案 (1)0.5 (2)向左 (3)0.2cos (πt )8.一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t ＝0时刻的波形如图1-2-26中实线所示，t ＝0.1 s 时刻的波形如图中的虚线所示．波源不在坐标原点O ，P 是传播介质中离坐标原点2.5 m 处的一个质点．则以下说法正确的是( )．A ．波的频率可能为7.5 HzB ．波的传播速度可能为50 m/sC ．质点P 的振幅为0.1 mD ．在t ＝0.1 s 时刻与P 相距5 m 处的质点也一定向上振动 图1--2-26解析 从题图中可以看出从实线传播到虚线的时间为：t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋14T (n ＝0,1,2，…)，波的频率为f ＝1T ＝4n ＋14t ＝4n ＋14×0.1Hz ＝2.5(4n ＋1) Hz(n ＝0,1,2，…)，A 错误；从图中得出波长为：λ＝4 m ，波的传播速度为v ＝λf ＝10(4n ＋1) m/s(n ＝0,1,2，…)，当n ＝1时，v ＝50 m/s ，B 正确；从图中可以看出质点P 的振幅为0.1 m ，C 正确；从图中可知t ＝0.1 s 时，质点P 向上振动，与P 相距5 m 的质点与质点P 相距114个波长，若该质点在P 点左侧，它正在向下振动，若该质点在P 点右侧，它正在向上振动，D 错误．答案 BC9.如图1--2-27所示，波源P 从平衡位置y ＝0开始振动，方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T ＝0.01 s ．产生的简谐波向右传播，波速为v ＝80 m/s.经过一段时间后，S 、Q 两点开始振动，已知距离SP ＝0.4 m 、SQ ＝1.0 m ．若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则下列说法正确的是( )．A ．图1-2-28乙能正确描述Q 点的振动情况 图1--2-27B ．图1-2-28甲能正确描述S 点的振动情况C ．图1-2-28丙能正确描述t ＝0时刻的波形图D ．若在Q 点也存在一个波源，振动情况同波源P ，则S 为振动加强点图1--2-28解析 该简谐波的波长λ＝v T ＝0.8 m ，SP ＝12λ，PQ ＝74λ，分析各图象可知选项A 、B 错误，C 正确；若在Q 点也存在一个波源，SQ ＝54λ，Δx ＝SQ －SP＝34λ，因此S 不是振动加强点，选项D 错误．答案 C10. 一列简楷横波以1 m/s 的速度沿绳子由A 向B 传播，A 、B 间的距离为3 m ， 如图1-2-29甲所示．若质点B 的振动图象如图乙所示，则质点A 的振动图 象为( )．图1--2-29解析 由图乙可知：该波的周期T ＝4 s ，则由波长公式可得：λ＝v T ＝4 m ，即AB 之间间距为34λ，且在t ＝0时，质点B 在平衡位置，沿y 轴负向运动，如图所示，由图可知：质点A 在正向最大位移处，故选项A 、B 、C 错误，选项D 正确．答案 D11.如图1--2-30甲所示为一列简谐横波在t＝20 s时的波形图，图乙是这列波中P 点的振动图象，根据两个图象计算回答：(1)介质中P、Q两点相比较，哪一个质点首先发生振动？(2)该波首次在P、Q两点间传播时，传播时间是多少？该传播时间内质点M通过的路程是多少？图1--2-30 解析(1)由图甲得简谐横波的波长λ＝100 cm，由图乙得简谐横波中质点的振动周期T＝2 s，所以波中P点从t＝20 s＝10T时起的振动规律和从t＝0时起的振动规律相同，又因t＝20 s时P点正在平衡位置，振动方向沿y轴正方向，故波的传播方向沿x轴负方向，介质中P、Q两点相比较，Q点首先发生振动．(2)因为简谐横波的传播速度v＝λT＝50 cm/s所以该波在P、Q两点间的传播时间t＝sv＝650－10050s＝11 s当波传播到P点时，质点M刚好已经振动了一个周期，所以质点M通过的路程为0.8 cm答案(1)Q(2)11 s0.8 cm12．一列简谐横波由质点A向质点B传播．已知A、B两点相距4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m．图1-2-31表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象．求波的传播速度．图1-2-31解析由振动图象读出T＝0.4 s，分析图象可知：t＝0时，质点A位于y轴正方向最大位移处，而质点B 则经过平衡位置向y 轴负方向运动．所以A 、B间距4＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34λ，则λ＝164n ＋3m ，其中n ＝0,1,2… 因为这列波的波长大于2 m 而小于20 m所以n 有0、1两个可能的取值，即：λ1＝163 m ，λ2＝167 m因v ＝λ/T ，所以v 1＝403m/s 或v 2＝407 m/s. 答案 403 m/s 或407 m/s。
机械波作业
弱的点 D. P点可能是振动最强的点
6. 关于驻波，以下见解正确的是（ ） A. 波形不变 B. 波腹处质点位移恒不为零 C. 波节处质点位移恒为零 D. 两相邻波腹间的距离为四分之一波长
7. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动（ ）
10πt 9.2π t 0.92s
10πt 4πx 9.2π x 0.825m t 1.25s
2. 如图所示，一平面波媒质中以波速u=20m·s-1沿直线 传播，已知A点的振动方程为：y 3 cos 4πt 。
求：（1）以A为坐标原点的波函数；
（2）以B为坐标原点的波函数。
解：(1) y 3 cos 4π(t x )
x
2Acos(2π x l π 2) cos(2πt π 2)
2Asin(2π x l ) sin(2πt)
7. 放置在海底的超声波探测器发出一束频率为30000Hz 的超声波，被迎面驶来的潜水艇反射回探测器来，测得 反射波频率与原频率差为241Hz。已知超声波在海水中
的传播速度为1500m·s-1，试求潜水艇航行速度。
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。01:41:2601:41:2601:4112/20/2020 1:41:26 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.2001:41:2601:41Dec-2020-Dec-20
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加强交通建设管理，确保工程建设质 量。01:41:2601:41:2601:41Sunday, December 20, 2020
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一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.12.2020.12.2001:4101:41:2601:41:26Dec-20
《主题四 第三节 机械波》作业设计方案
《机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 理解机械波的基本概念和性质；2. 掌握横波和纵波的基本特征；3. 学会识别常见的机械波；4. 能够对简单的机械波问题进行分析。
二、作业内容1. 概念理解题：请简述什么是机械波，并列举至少三种常见的机械波实例。
（字数不少于200字）2. 判断题：请判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”：（1）机械波的传播速度由介质决定，而波源的频率不变。
（）（2）横波一定可以在各个方向的介质中传播。
（）（3）纵波在真空中也能传播。
（）3. 简答题：请简述横波和纵波的区别，并列举至少两种常见的横波和纵波实例。
4. 观察题：请观察家中或身边的机械波现象，记录并描述你所观察到的现象，并与同学分享交流。
5. 应用题：请根据所学知识，分析并解释以下问题：（1）为什么在振动方向上无机械能损耗的介质中，机械波的振幅可能最大？（2）为什么声波在不同介质中的传播速度不同？三、作业要求1. 作业内容应紧扣课堂所学知识，注重理论与实际的结合；2. 鼓励独立思考，运用所学知识进行分析和解答；3. 作业字迹工整，语言规范，逻辑清晰；4. 按时提交作业，如有问题，请及时与老师沟通。
四、作业评价1. 评价内容：（1）学生对机械波基本概念和性质的掌握情况；（2）学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力；（3）学生观察、描述和解释机械波现象的能力。
2. 评价标准：（1）答案准确，概念清晰；（2）逻辑严密，分析合理；（3）描述准确，语言流畅。
五、作业反馈请同学们在完成作业后，将自己的作业问题和疑惑反馈给老师，老师会尽力为大家解答。
同时，也欢迎同学们相互交流、学习，共同提高。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标：通过第二课时的学习，学生应能：1. 理解并掌握横波、纵波的概念和特点；2. 理解波的传播方向和振动方向的关系；3. 能够运用所学知识解释简单的机械波现象。
《主题四 第三节 机械波》作业设计方案
《机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 理解机械波的基本概念和性质；2. 掌握简谐横波的传播规律；3. 能够用物理知识解决简单的机械波问题。
二、作业内容1. 选择一篇有关机械波的文献，进行阅读并回答以下问题：（1）什么是机械波？其产生需要哪些要素？（2）机械波具有哪些基本性质？（3）简谐横波的传播规律是什么？（4）如何描述机械波在某一质点上的振动？（5）在实际应用中，机械波的应用有哪些？2. 根据所学的机械波知识，自行设计一个简谐横波的模拟实验，记录实验结果并解释。
3. 根据物理学原理，设计一个测量两个相距一定距离的质点之间距离的方法。
考虑实际应用因素，如何选择合适的测量工具和设备？三、作业要求1. 完成上述三个任务后，总结回答问题；2. 书写作业时应结合所学物理知识和实际应用背景；3. 书写字迹工整，条理清晰，逻辑严密。
四、作业评价1. 作业评分标准：根据回答问题的准确性和完整性，以及实验报告和设计的创新性进行评分；2. 反馈机制：教师将对学生的作业进行批改，并给出反馈意见，学生可根据反馈意见进行修改和完善。
五、作业反馈教师将根据学生的完成情况和反馈意见，对作业进行总结和评价，指出学生的优点和不足，并提出改进建议。
同时，教师也将根据作业情况调整教学内容和方法，以更好地满足学生的学习需求。
学生应根据教师的反馈意见，认真分析自己的作业完成情况，找出自己的不足之处，并制定相应的改进计划和措施，以进一步提高自己的学习效果。
此外，学生还可以通过与其他同学交流、讨论，互相学习、借鉴，共同提高。
总之，本次作业旨在帮助学生更好地理解和掌握机械波知识，提高其物理应用能力和综合素质。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能：1. 深入理解机械波的基本概念和原理；2. 掌握机械波的形成过程和传播特性；3. 熟练运用所学知识解决实际问题。
二、作业内容1. 选择一个你熟悉的机械波模型，画出该波的波动图，并解释其特征；2. 根据波动图，设计一个实验方案，通过实验验证该波的传播特性；3. 收集实验数据，分析实验结果，与理论预测进行比较，讨论误差来源；4. 根据实验结果，提出改进措施，并讨论如何在实际应用中优化机械波的传播特性。
《主题四 第三节 机械波》作业设计方案
《机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生进一步理解机械波的基本概念和性质，掌握波的传播特点和规律，加强学生对物理学的实际运用能力。
二、作业内容1. 简答题：（1）请简述机械波的基本概念和性质。
（2）波的传播方向有哪些可能的方向？请举例说明。
（3）波的周期与频率有何关系？它们对波速有何影响？2. 计算题：假设在空气中传播的一列波的波长为λ，频率为f，求该波的传播速度v。
3. 观察与思考：请利用身边的器材（如尺、绳子等），模拟机械波的形成和传播过程，观察并记录波的特点和规律。
三、作业要求1. 简答题需用书面形式回答，字数不少于100字；2. 计算题需列出解题过程，得出正确答案；3. 观察与思考需要亲自动手实践，并写出观察报告，描述模拟过程中的体会和收获。
四、作业评价本次作业旨在帮助学生深化对机械波的理解，通过不同的题型和实践活动，培养学生的独立思考和实际运用能力。
对于学生的完成情况，将根据回答的质量、解题的准确性以及观察报告的真实性进行评分。
五、作业反馈为了更好地了解学生的学习情况和困惑，我们将定期收集学生对本次作业的反馈，并及时给予解答和指导。
同时，也欢迎学生在课后随时向教师提出疑问，我们将尽力为学生提供帮助和支持。
在《机械波》这一课程中，我们将通过多元化的教学方式，包括理论教学、实验教学和实践教学，使学生能够更好地理解和掌握机械波的基本概念和性质，为后续的物理学学习打下坚实的基础。
通过本次作业，我们期望学生能够达到以下目标：1. 深入理解机械波的基本概念和性质，能够用自己的语言进行描述和解释；2. 能够掌握波的传播特点和规律，能够运用这些知识和规律解决实际问题；3. 增强对物理学的兴趣和热爱，培养独立思考和实际运用的能力。
我们将在批改作业的过程中，关注学生的回答质量、解题的准确性以及实验报告的真实性，给予学生公正、客观和准确的评价。
同时，也将及时收集学生的反馈，以便更好地改进教学方案，提高教学质量。
《主题四 第三节 机械波》作业设计方案
《机械波》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生进一步理解机械波的基本概念和特性，掌握波的传播规律，并通过实际操作加深对波的认知。
二、作业内容1. 课堂笔记整理：要求学生在课堂上认真听讲，记录关键概念、公式和原理，以便课后复习。
2. 课后习题：完成课后习题，检验学生对课堂知识的掌握情况。
3. 实验操作：利用模拟软件或实际器材，模拟波的形成和传播过程，观察并记录波的传播特性和影响因素。
4. 小组讨论：组织小组讨论，分享对机械波的理解和在实际生活中的应用，提高团队协作和表达能力。
三、作业要求1. 笔记整理：请学生标注重点概念，并附上自己的理解。
2. 课后习题：请学生独立完成，如有疑问，可与同学讨论或向老师请教。
3. 实验操作：请学生仔细观察并记录实验现象，分析实验结果与理论预测的差异。
4. 小组讨论：请学生积极参与讨论，提出自己的观点，并尊重他人的意见。
5. 提交时间：请学生在课程结束后一周内提交作业，作业应以电子版形式提交。
6. 作业形式：可以是文字描述、图片、视频等形式。
7. 注意事项：请确保实验安全，尊重实验器材，注意环保。
四、作业评价1. 课堂笔记评价：主要考察学生是否认真听讲，是否能够准确记录关键信息。
2. 课后习题评价：主要考察学生对课堂知识的理解和掌握情况，是否有思考和拓展。
3. 实验操作评价：主要考察学生是否观察仔细，是否能够正确使用实验器材，是否能分析实验结果与理论预测的差异。
4. 小组讨论评价：主要考察学生是否积极参与讨论，是否能够提出有价值的观点，团队协作和表达能力是否得到提高。
五、作业反馈教师将在批改作业后，将给出具体的反馈和建议，学生可以根据反馈进行调整和改进。
同时，教师也会鼓励学生积极参与讨论和分享自己的观点，激发学生的学习热情和主动性。
通过作业和反馈，希望学生能够更好地理解和掌握机械波的知识，为后续物理课程的学习打下坚实的基础。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标1. 理解机械波的基本概念和性质。
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6. 关于驻波，以下见解正确的是（） A. 波形不变 B. 波腹处质点位移恒不为零 C. 波节处质点位移恒为零 D. 两相邻波腹间的距离为四分之一波长 7. 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振 动（ ）
A.振幅相同，位相相同 B.振幅不同，位相相同 C.振幅相同，位相不同 D.振幅不同，位相不同
(二) 填空题
2
S1
S2
提示如右图： r1 10 x 2 10 x , r 2π Δ＝π (r2 r1 ) (2k 1)π λ
10 x 10
5. 两列平面简谐波在一很长的弦线上 传播，设其方程为：
x=10k＋5 k 0, 1, 。 则弦线上波腹的位置＿＿＿＿＿＿___2,
； l P处质点 t1 时刻的振动 状态与O处的质点t1时刻的 振动状态相同。
2
y A cos[2 (t
2 xl
)
]
y L p x
o
（第二题）
提示
y p A cos[2 t
]
l )
2
y0 A cos[2 (t1
2
]
3. 一平面简谐波在媒质中传播，在某时刻，某 最大 质元的动能为最大值时，其势能__＿＿。 4. 两相干波源S1和S2，相距20m，其振幅相等， 周期为0.2s，在同一媒质中传播，波速度均为40 y m·-1。S1的振动方程： 1 Acos(10πt π/2) s ， y S2的振动方程： Acos(10πtπ/2) 。以S1、S2 连线为坐标轴X,以S1、S2连线中点为原点，则 S1S2间因干涉而静止的各点的 L＝20m x 4k (k 0, 1, 2 5) 坐标：x=＿＿＿＿＿＿＿＿ O p
设反射波无能量损失，求： （1）入射波方程 （2）形成的驻波方程 解（1）y1 A cos[2 (t x ) ] （2）y
y1 y2
A cos[2 (t x ) ] A cos 2 (t x ) 2 A sin( 2 x ) sin( 2 ) t
B A 2
2
( rB rA )
A
P
u 4
B
(30 x x) (2k 1)
可得： x 15 2k, 又x [0 30] 得 k 7 -7
5. 如果在固定端x＝0处反射的反射波是
y2 A cos 2 (t x )
0
解： y Acos(ωt)
x0
u
y 0 Acos[ ( t
/4
u
x
u
0
] Acos(t
)
x0
) 2
X
y Acos[ (t y Acos[(t -
x u
2
]
xu
4)
ωt - 2
x
2
)
4. 在同一均匀媒质中有两个相干波源分别 位于A、B两点，其振幅相等，频率皆为 100Hz，初相差为 B A 。若A、B两 点间的距离为30m，波速为400ms-1，求AB 间边线上因干涉而静止的各点的位置。 30m 解：静止点满足： x 30-x
A
3cos4 (t x / 20)
-5 u
5m
x
y 3cos4 (t (2)
B
) 3cos(4t )
y 3cos[4 (t
x 20
) ]
o
o x x
3. 一列平面波以波速u沿X轴正向传播，波 长为，已知在x0=/4处的质元的振动表达 式为 y x Acos(ωt) ,试写出波函数。
cos( ) cos( ) 2cos cos
y 10cos( x )cos20t 10 2
π π π π cos( x ) 1 x kπ 10 2 10 2
6. 在简谐驻波中，同一波节两侧的两个 媒质元（在距该波节二分之一波长的范围 内）的振动相位差是＿＿。
1.一横波的波动方程为:
y 0.01cos(250πt 10πx)m
-0.01 若t＝0.1s，则x=2m处质点的位移为＿＿_m 0 该处质点的振动速度为＿_m·-1，加速度 s -625 为＿＿__m·-2。 s
2. 如图所示，一平面简谐波沿Ox轴负方向 传播，波长为，若P处质点的振动方程 是 y p A cos(2 t ,则波的波动方程是 )
解： (1) t
5
t y 0.6 cos ( t
x u
)
y6.0 0.6 cos(
5
t
3 5
) ) ( cm
(2) 周相差为： 6.0 源
3 5
2. 如图所示，一平面波媒质中以波速 u=20m·-1沿直线传播，已知A点的振动方 s y 程为： 3cos4πt 。 求：（1）以A为坐标原点的波动方程； （2）以B为坐标原点的波动方程。 u (1) 解： y 3cos4 (t x / u ) B A
o
x
A cos[2 (t x )] A cos[2 (t x )]
A.动能为零，势能最大 C.动能最大，势能为零 B.动能为零，势能为零 D.动能最大，势能最大
5. 两列振幅相同的相干波在空间P点相遇， 某时刻观测到P点的合成振动的位移既不 等于这两列振幅之和，又不等于这两列波 的振幅之差，则我们可以断言（）
A. P点不可能是振动最弱的点 B. P点不可能是振动最强的点 C. P点不是振动最强的点，也不是最 弱的点 D. P点可能是振动最强的点
第十三章
（一）选择题
机械波
1.一平面简谐波，沿X轴负方向传播 x=0处的质点的振动曲线如图所示。若 波函数用余弦表示，则初相角为（ ）
y(m) t(s) 0 1 2
A. C.
0
B. D.
2
2
2. 如图所示，两列波长为 的相干波在P 点相遇，S1的初相位是 1 ，S1点到P点的 距离是r1，S2点的初相位是 2，S2到P点 的距离是r2，以k代表零或正、负数，则 P点是干涉极大的条件为（）
S1
r1
P
A. r2 - r1 k B.
2 - 1
2
2
(r2 - r1 ) 2k
r2
S2
C. D.
2 - 1 2k 2 - 1
(r2 - r1 ) 2k
3. 对于波动方程 有 如下不同见解，其中正确者为（） A.x=0处一定是波源； B.x=0处一定是坐标原点； C.波沿x负向传播； D. 必为波源振动的初相。 4. 对于机械横波，在波峰处质元的能量 情况为（）
7. 在截面积为S的圆管中，有一列平面简 谐波传播，表达式为y = A cos(t - 2x/), 管中波的平均能量密度是 w ，则通过截
2
面 S 的平均能流是＿＿＿＿＿ 。
wS
提示:
P uwS
（三） 计算题
1
π 1. 波源的振动方程为 y 6.0 10 cos( t)m ， 5 -1的速度沿一直线传播。 由此形成的波以2.0m•s 求：（1）距波源6.0m处质点的振动方程； （2）该点与波源的周相差。