第五章 振动与波动:物体在一定位置附近所做的往复运动叫机械振动。从日常生活到生产技术以及自然界中到处存在着振动。一切发声体都是振动,海浪的起伏和地震是振动和波动。振动有简单和复杂之别。最简单的振动是简谐运动,它是最基本的振动。振动可以看成许多简谐运动的合成。机械振动在介质中的传播为机械波,如声波、水波、地震波。本章先学习简谐运动的描述和动力学,以及振动合成。然后对阻尼振动和共振及其应用加以简单介绍。然后学习波动特征及其简谐行波波函数及其特征,波的传播规律--干涉和衍射,波的干涉中重点学习驻波;最后介绍多普勒效应。5.1简谐振动的描述:本节讲述简谐振动,质点运动时,如果离开平衡位置的位移x(或角位移θ)按正弦规律随时间变化,这种运动就叫简谐振动。简谐振东最典型的例子为弹簧振子的运动,介绍描述简谐振动的物理量,及其动力学和运动学方程,最后介绍简谐振子的能量。
5.2简谐振动的实例:本节介绍两个简谐运动的实例:单摆和复摆。学习单摆和复摆维简谐运动的条件及其描述,例如周期等。
5.3振动的合成共振及其应用:本节介绍两个同方向同频率简谐运动的合成,同一直线同频率的两简谐振动合成后仍为同频率的简谐振动。两个同方向不同频率(频率相差不大))简谐振动的合成为拍,介绍拍的特点及拍頻;最后简单介绍阻尼振动、共振及共振的意义。
5.4波动特征量及其意义 能量:本节重在机械波及其描述。机械波是机械振动在弹性介质中的传播.波源和弹性介质是产生机械波的两个必要条件。波动的三个特点:1)波的叠加、满足想干条件发生波的干涉;2)介质不随波向前传播,振动的形式和能量在空间传播;3)波速由介质决定。
5.5行波波动方程:行波数学描述。波动的最大特点是其在空间和时间上周期性的变化.如果所传播的振动是谐振动,媒质中各质点均做同频率、同振幅的谐振动,这样的波为简谐波.如果简谐波的波面为平面,则为平面简谐波.我们主要讨论如何描述平面简谐波.通常用周期、频率、振幅、波长、波速等物理量描述它,简谐行波的波动方程为本节的重点内容。
5.6驻波:音乐中的物理:波的叠加可以产生独特的现象。驻波就是一例。在同一介质中两列频率、振动方向相同,振幅也相同的简谐波,在同一直线上沿相反方向传播时叠加形成驻波。本节介绍音乐中的物理学。
5.7波的干涉和衍射:本节介绍惠更斯原理---波面上的所有点可被看成发射子波的点波源,这些子波的包络面就是新的波前。基于惠更斯原理,可以解释波的传播行为(例如衍射等)。本届对波的干涉做一简单介绍,例如杨氏双缝实验、光栅、x射线衍射等。
5.8多普勒效应及其应用:多普勒效应产生的原因及其规律;及其多普勒效应在医学、交通等领域的应用。
[单选题]已知四个质点在x轴上运动, 某时刻质点位移x与其所受合外力F的关系分别由下列四式表示(式中a、b为正常数).其中能使质点作简谐振动的力是
     
   

 

答案:https://image.zhihuishu.com/zhs/onlineexam/ueditor/201912/82fbbe0c5eaa4450879bf66466d759d2.png
[单选题] 质量为0.01 kg的质点作简谐振动, 振幅为0.1m, 最大动能为0.02 J.如果开始时质点处于-0.1 m处,则质点的振动方程为
  


      [单选题]一简谐波沿Ox轴正方向传播,t=0时刻波形曲线如图(左)所示,其周期为2 s.则P点处质点的振动速度v与时间t的关系曲线为
选项C
选项B
选项A
选项D[单选题]一质点作简谐振动,它的振动曲线如图所示,则运动方程是



[单选题]若一平面简谐波的波动方程为, 式中A、b、c为正值恒量.则 
波速为  C
角频率为

 波长为 
周期为  [单选题]一质点作简谐振动, 振动方程为 则在(T为振动周期) 时, 质点的速度为



[单选题]平面简谐波的表达式为,式中y和x的单位为m,t的单位为s,则以下不正确的是
波长为3m 
波沿x轴负方向传播

波速为10 m s-1  
周期为0.4s    [单选题] 一弦上驻波方程式为,式中y和x的单位为m,t的单位为s,则波节的位置的一般表达式为
x=±(n+1/2)/2,   n=0,±1,±2..。
无法判断

x=±(n+1/4)/2, n=0,±1,±2.. 
x=±n/2,  n=0,±1,±2..  [单选题]在驻波中, 两个相邻波节间各质点的振动是
振幅不同, 相位不同

振幅相同, 相位不同   
振幅相同, 相位相同    
振幅不同, 相位相同
[单选题]一警车以25 m·s-1 的速度在静止的空气中行驶,假设车上警笛的频率为800 Hz.静止站在路边的人听到警车驶近时的警笛声波频率为
825Hz   
800 Hz

743.7Hz   
865.6Hz   

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