题目
【单选题】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
【单选题】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。当质元从最大位移返回平衡位置时,其动能逐渐增大,势能逐渐减小,但总能量是否变化取决于能量的来源。核心思路是判断质元在此过程中是吸收能量还是释放能量。
波动中能量传递的特点
- 动能与势能同步存在:质元的动能和势能始终同时存在,且相位相同。
- 能量传递连续性:波传播时,能量通过相邻质元的相互作用连续传递。
- 能量变化规律:质元从相邻质元吸收能量时自身能量增加,将能量传递给相邻质元时自身能量减少。
质元运动与能量变化分析
- 最大位移处:速度为0,动能为0;弹性形变最大,势能最大。
- 返回平衡位置过程:
- 速度逐渐增大,动能从0增加到最大。
- 位移逐渐减小,势能从最大减小到0。
- 总能量增加:动能增加的幅度超过势能减少的幅度,说明质元从相邻质元吸收能量。
选项辨析
- 选项C正确:质元从相邻质元获得能量,自身能量逐渐增加。
- 选项D错误:能量传递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。