题目
2.图中所画的是两个简谐振动的振动曲线.若这两个简谐振动可叠加,则-|||-合成的余弦振动的初相为 x-|||-个-|||-(A) dfrac (3)(2)pi . (B) π. A/2 x2-|||-1-|||-o-|||-(C) dfrac (1)(2)pi (D) 0. -A x1-|||-[ ]

题目解答
答案
B
解析
本题考查两个同频率简谐振动的叠加问题,核心在于确定合成后的余弦振动的初相。关键点在于:
- 同频率叠加:两个简谐振动的频率必须相同才能叠加为同频率的振动。
- 相位关系:通过分析两个振动的相位差和振幅关系,利用相量相加的方法确定合成振动的初相。
- 相位差与振幅关系:当两振动相位差为$\pi$且振幅不同时,合成振动的初相由振幅差决定。
步骤1:设定振动方程
假设两个简谐振动的方程分别为:
$x_1 = A \cos(\omega t), \quad x_2 = B \cos(\omega t + \pi)$
其中,$x_2$的相位比$x_1$超前$\pi$,且振幅为$B$。
步骤2:化简第二个振动方程
利用余弦函数的性质$\cos(\theta + \pi) = -\cos\theta$,可得:
$x_2 = B \cos(\omega t + \pi) = -B \cos(\omega t)$
步骤3:叠加振动方程
将两个振动叠加:
$x = x_1 + x_2 = A \cos(\omega t) - B \cos(\omega t) = (A - B) \cos(\omega t)$
步骤4:确定初相
若$A - B = -C$(即$B > A$),则:
$x = -C \cos(\omega t) = C \cos(\omega t + \pi)$
此时,合成振动的初相为$\pi$。