题目
波在介质中传播时,介质中某质元位于最大位移处,A动能最小;势能最大;总能量最小B动能最大;势能最小;总能量最大C动能最大;势能最大;总能量最大D动能最小;势能最小;总能量最小
波在介质中传播时,介质中某质元位于最大位移处,
A动能最小;势能最大;总能量最小
B动能最大;势能最小;总能量最大
C动能最大;势能最大;总能量最大
D动能最小;势能最小;总能量最小
题目解答
答案
这个问题涉及到波在介质中传播时，介质中某质元在最大位移处的能量状态。
首先，需要理解波在介质中传播时，质元的动能和势能是如何变化的。
在波的传播过程中，质元的动能和势能是不断相互转化的。
当质元位于平衡位置时，其速度最大，因此动能最大；而位移为0，所以势能最小。
相反，当质元位于最大位移处时，其速度几乎为0（因为即将改变方向），所以动能最小；而位移最大，所以势能最大。
质元的总能量（动能+势能）在波的传播过程中是恒定的，不随位置变化。
根据波的传播原理，当质元位于最大位移处时：
动能是最小的，因为质元的速度几乎为0。
势能是最大的，因为质元的位移最大。
只有A选项符合
因此，正确答案是：A
解析
本题考查机械波传播过程中质元的振动能量特性。关键点在于理解质元的动能和势能随位移变化的规律：
- 动能与速度相关：质元速度最大时动能最大，速度为零时动能最小（零）。
- 势能与位移相关：质元位移最大时势能最大，位移为零时势能最小（零）。
- 总能量守恒：动能与势能的总和（总机械能）在振动过程中保持不变。
当质元位于最大位移处时，速度为零，动能最小（零），位移最大，势能最大，总能量等于最大势能值。
能量分析
- 动能：质元在最大位移处速度为零，因此动能为最小值（零）。
- 势能：质元位移达到最大值，势能为最大值。
- 总能量：动能与势能的总和恒定，等于最大势能值（即总能量最大）。
选项辨析
- 选项A：动能最小；势能最大；总能量最小。
错误，总能量应为最大。 - 选项D：动能最小；势能最小；总能量最小。
错误，势能此时最大。 - 正确结论：动能最小，势能最大，总能量最大。但选项中无此选项，题目存在矛盾。