题目
一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中,( )。A. 它的势能转换成动能B. 它的动能转换成势能C. 它从相邻的一段媒质质元获得能量,其能量逐渐增加D. 它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元,其能量逐渐减小
一平面简谐波在弹性媒质中传播,在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中,( )。
A. 它的势能转换成动能
B. 它的动能转换成势能
C. 它从相邻的一段媒质质元获得能量,其能量逐渐增加
D. 它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元,其能量逐渐减小
题目解答
答案
C. 它从相邻的一段媒质质元获得能量,其能量逐渐增加
解析
本题考查平面简谐波传播过程中媒质质元的能量变化规律。关键点在于理解波传播时能量的传递方式:相邻质元之间通过相互作用传递能量,而非单个质元内部的动能与势能转换。当质元从最大位移返回平衡位置时,其速度增大,动能增加,说明此时它从相邻质元获得能量,而非自身能量的转换。
波传播中的能量传递特点
- 能量传递方向:波传播时,能量从波源向远处传递,相邻质元间通过相互作用传递能量。
- 质元振动与能量关系:质元的振动是受相邻质元带动的结果,其能量变化取决于与相邻质元的相互作用。
质元从最大位移回到平衡位置的过程
- 速度与动能:质元在最大位移处速度为零,返回平衡位置时速度逐渐增大,动能增加。
- 能量来源:此时质元的动能增加并非来自自身势能的转化(因势能已为零),而是从相邻质元吸收能量,导致自身能量逐渐增加。
选项分析
- 选项C正确:质元从相邻质元获得能量,能量增加。
- 选项D错误:质元传递能量给相邻质元的情况发生在质元离开平衡位置向最大位移运动时。