题目
下列函数f(x,t)可表示弹性介质中的一维波动,式中 A. a和b是正的常量。其中哪个函数表示沿x轴负向传播的行波?A. f(x,t)= A cos (ax + bt)B. f(x,t)= A cos (ax - bt)C. f(x,t)= A cos (ax)cdot cos (bt)D. f(x,t)= A sin (ax)cdot sin (bt)
下列函数f(x,t)可表示弹性介质中的一维波动,式中
- A. a和b是正的常量。其中哪个函数表示沿x轴负向传播的行波?
- A. $f(x,t)= A \cos (ax + bt)$
- B. $f(x,t)= A \cos (ax - bt)$
- C. $f(x,t)= A \cos (ax)\cdot \cos (bt)$
- D. $f(x,t)= A \sin (ax)\cdot \sin (bt)$
题目解答
答案
A
解析
步骤 1:理解波动方程
波动方程的一般形式为 $f(x,t) = A \cos(kx - \omega t + \phi)$,其中 $k$ 是波数,$\omega$ 是角频率,$\phi$ 是初相位。波沿x轴正向传播时,方程为 $f(x,t) = A \cos(kx - \omega t + \phi)$;波沿x轴负向传播时,方程为 $f(x,t) = A \cos(kx + \omega t + \phi)$。
步骤 2:分析选项
A. $f(x,t)= A \cos (ax + bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相反,表明波沿x轴负向传播。
B. $f(x,t)= A \cos (ax - bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相同,表明波沿x轴正向传播。
C. $f(x,t)= A \cos (ax)\cdot \cos (bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相同,但它们是乘积形式,不表示行波。
D. $f(x,t)= A \sin (ax)\cdot \sin (bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相同,但它们是乘积形式,不表示行波。
步骤 3:选择正确答案
根据步骤 2 的分析,只有选项 A 表示沿x轴负向传播的行波。
波动方程的一般形式为 $f(x,t) = A \cos(kx - \omega t + \phi)$,其中 $k$ 是波数,$\omega$ 是角频率,$\phi$ 是初相位。波沿x轴正向传播时,方程为 $f(x,t) = A \cos(kx - \omega t + \phi)$;波沿x轴负向传播时,方程为 $f(x,t) = A \cos(kx + \omega t + \phi)$。
步骤 2:分析选项
A. $f(x,t)= A \cos (ax + bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相反,表明波沿x轴负向传播。
B. $f(x,t)= A \cos (ax - bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相同,表明波沿x轴正向传播。
C. $f(x,t)= A \cos (ax)\cdot \cos (bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相同,但它们是乘积形式,不表示行波。
D. $f(x,t)= A \sin (ax)\cdot \sin (bt)$
这里,$ax$ 和 $bt$ 的符号相同,但它们是乘积形式,不表示行波。
步骤 3:选择正确答案
根据步骤 2 的分析,只有选项 A 表示沿x轴负向传播的行波。