题目
以下叙述正确的是A. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后的振幅由参与合成的两个初相之和决定B. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后仍然是一个同方向同频率的简谐运动C. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后的相位差等于参与合成的两个振动的初相之差D. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后的振幅等于参与合成的两个振幅之和
以下叙述正确的是
A. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后的振幅由参与合成的两个初相之和决定
B. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后仍然是一个同方向同频率的简谐运动
C. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后的相位差等于参与合成的两个振动的初相之差
D. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后的振幅等于参与合成的两个振幅之和
题目解答
答案
B. 两个同方向同频率的简谐运动合成之后仍然是一个同方向同频率的简谐运动
解析
本题考查同方向同频率简谐运动的合成规律。解题核心在于理解以下两点:
- 合成后的振动仍是简谐运动,且频率与原振动相同;
- 振幅的合成遵循矢量叠加原理,与分振动的振幅和相位差有关,而非简单相加。
关键点在于区分振幅合成公式与相位关系,并注意选项表述中的细节错误。
选项分析
选项A
“振幅由初相之和决定”错误。
振幅由分振动的振幅和初相之差决定,公式为:
$A_{\text{合}} = \sqrt{A_1^2 + A_2^2 + 2A_1A_2\cos\Delta\phi}$
其中 $\Delta\phi = \phi_2 - \phi_1$,与初相之和无关。
选项B
正确。
同方向、同频率的简谐运动合成后,仍为同方向、同频率的简谐运动。频率由波源决定,与合成方式无关。
选项C
“相位差等于初相之差”表述不严谨。
两振动的相位差 $\Delta\phi$ 是初相之差,但合成后的振动是单一简谐运动,不存在“相位差”这一概念,因此选项表述错误。
选项D
“振幅等于两振幅之和”错误。
振幅是矢量叠加的结果,而非算术和。例如,若两振动反相($\Delta\phi = \pi$),合振幅为 $|A_1 - A_2|$。