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。

本题考查平面简谐波中质元振动的能量特征。关键在于理解质元在平衡位置时的动能和势能变化规律。

• 核心思路：质元的振动是受迫简谐振动，其动能和势能的变化与位移相关。
• 破题关键：
  1. 平衡位置时，质元速度最大，动能最大；
  2. 在弹性媒质中，质元的形变（如密度变化）导致弹性势能最大。
• 易错点：若误认为势能仅与位移相关（如弹簧振子），会错误选择动能最大、势能为零的选项。

平面简谐波传播时，媒质中质元的振动为受迫简谐振动。

1. 动能分析：
   质元经过平衡位置时，速度达到最大值，因此动能最大。
2. 势能分析：
   在弹性媒质中，质元的形变（如体积或密度变化）产生弹性势能。当质元处于平衡位置时，形变速率最大，弹性势能最大。
3. 结论：
   平衡位置时，质元的动能和势能均达到最大值，对应选项C。