题目
[单选] 下列函数f(x,t)表示弹性介质中的一维波动,式中A、a和b是正常数。其中哪个函数表示沿x轴负向传播的行波?()A. f(x,t)=Acos(ax+bt)B. f(x,t)=Acos(ax-bt)C. f(x,t)=Acosax·cosbtD. f(x,t)=Asinax·sinbt
[单选] 下列函数f(x,t)表示弹性介质中的一维波动,式中A、a和b是正常数。其中哪个函数表示沿x轴负向传播的行波?()
A. f(x,t)=Acos(ax+bt)
B. f(x,t)=Acos(ax-bt)
C. f(x,t)=Acosax·cosbt
D. f(x,t)=Asinax·sinbt
题目解答
答案
A. f(x,t)=Acos(ax+bt)
解析
考查要点:本题考察波动方程中行波传播方向的判断,需掌握相位函数的符号与传播方向的关系。
解题核心思路:
波动方程的行波形式为$f(x \pm vt)$,其中相位函数的符号决定传播方向。若相位为$(kx - \omega t)$,波沿$x$轴正向传播;若相位为$(kx + \omega t)$,波沿$x$轴负向传播。乘积形式的函数(如选项C、D)属于驻波,而非单一行波。
破题关键点:
- 区分行波与驻波的表达形式;
- 根据相位符号判断传播方向。
选项分析
选项A:$f(x,t) = A\cos(ax + bt)$
- 相位为$ax + bt$,可写为$kx + \omega t$(其中$k=a$,$\omega=b$)。
- 当时间$t$增加时,保持相位不变需要$x$减小,因此波沿$x$轴负向传播。
选项B:$f(x,t) = A\cos(ax - bt)$
- 相位为$ax - bt$,即$kx - \omega t$。
- 当时间$t$增加时,保持相位不变需要$x$增大,因此波沿$x$轴正向传播。
选项C:$f(x,t) = A\cos(ax) \cdot \cos(bt)$
- 乘积形式,属于两个行波叠加形成的驻波,而非单一方向传播的行波。
选项D:$f(x,t) = A\sin(ax) \cdot \sin(bt)$
- 同理,乘积形式,也是驻波,无法表示单一方向的行波。
结论:只有选项A表示沿$x$轴负向传播的行波。