10.1机械波的形成的传播
机械波的产生和传播
11.1 机械波的产生和传播
11.1 机械波的产生和传播
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11.1 机械波的产生和传播
波动：振动状态的传播。 波源：激发波动的振动系统。 机械波：机械振动在介质中的传播。 电磁波：变化的电磁场在空间的传播。
11.1 机械波的产生和传播
三. 波阵面和波射线 波阵面(波面) 波动中，振动相位相同的点连成的面。 波前：最前面的波面。 波射线（波线） 沿波的传播方向画的一些带箭头的线。波线的 指向表示波的传播方向。
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11.1 机械波的产生和传播
球面波：波面为球面
在各向同性均匀介质中， 波面与波线正交。
二. 横波和纵波 波的传播方向：振动状态传播的方向。 横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直。
具有波峰和波谷。如电磁波。
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4Hale Waihona Puke 11.1 机械波的产生和传播
纵波：质点的振动方向和波的传播方向平行。
具有密部和疏部。如声波 简谐波(正弦波或余弦波) 波动中各质点匀作简谐振动
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5
u
T
本节完
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平面波：波面为平面
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11.1 机械波的产生和传播
四. 波长、波的周期和频率 波速 波长 一条波线上，相位差为2的两个质点的间距。
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11.1 机械波的产生和传播
波的周期T
(通常等于质点振动的周期)
机械波知识点精解
机械波·知识点精解第一节、波的形成和传播1、机械波的形成和传播，机械波的产生条件(1)机械振动在媒质中的传播过程叫机械波，当一个质点开始振动，会引起邻近质点的振动，从而将振动在介质中传播起来而形成机械波。
(2)机械波产生的条件有两个：既要有做机械振动的物体做振源，又要有能够传播机械振动的媒质。
振源是形成机械波的必要条件但不充分。
既有机械波就必有机械振动，但有机械振动不一定有机械波。
(3)机械波的传播特点①后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动，离波源越远的质点的振动越滞后。
②对于一维简谐波来讲，各质点的振幅、周期相同且与波源相同。
③各振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波一起向外迁移。
④波不仅能传播振动形式和能量，而且还可以传递信息。
⑤当振源停止振动后，这种振动的形式还会继续向外传播。
⑥所有质点开始振动方向都相同，都与波源开始振动方向一致。
2、横波和纵波分类标准：按照质点振动方向与波的传播方向的关系，可以把机械波分为横波和纵波。
(1)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的机械波叫做横波，也称作凸凹波。
凸起局部的最高点叫波峰，凹下局部的最低点叫波谷。
(2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的机械波叫做纵波也称作疏密波；质点分布最密的地方叫做密部，质点分布最疏的地方叫做疏部。
3、振动和波动的区别和联系〔1〕两者的联系：①振动是波动的起因，波动是振动在媒质中向周围的传播。
②没有振动一定没有波动，有振动不一定有波动，但有波动一定有振动。
〔2〕两者的区别：①从运动的现象看，振动是一个质点或一个物体通过某一中心〔平衡位置〕的往复运动；而波动那么是媒质是大量质点依次发生振动而形成的集体运动。
②从运动的原因看，振动是由于质点离开平衡位置后受到回复力的作用；而波动是由于弹性媒质中某一局部受到扰动后发生形变，产生了弹力而牵连与它相邻局部质点也随同它做同样的运动，这样由近及远地向外传开，在波动中各局部也受到回复力作用。
机械波的产生和传播
机械波的产生和传播【学习目标】1．知道直线上波的形成过程．2．理解什么是机械波，确认波是传播振动形式和传递能量的一种方式．3．知道什么是横波、波峰和波谷．4．知道什么是纵波、密部和疏部．【要点梳理】要点一、机械波1．机械波的形成（1）介质：能够传播机械振动的物质叫介质，它可以是固、液、气三态中任意一种．可以把介质看成由许多质点构成，质点与相邻质点互相联系．（2）平衡位置：在没有外来振动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在位置称为各自的平衡位置．（3）波源：由于外来的扰动，在水、绳及空气的某一质点会引起振动，首先振动的这个质点即为波源．（4）由于介质之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，波源周围质点跟着波源做受迫振动获得能量后，再带动邻近质点振动，于是振动就在介质中由近及远地传播．（5）尽管各个质点都在重复波源的振动，但是各个质点振动的步调是不一致的，沿着波的传播方向离波源远的质点开始振动的时间要落后于离波源近的质点．这就是说，在同一时刻，介质中各个质点离开平衡位置的位移是不相同的，这样就形成了凸凹相间（或疏密相间）的波形．2．均匀介质中的横波形成过程波源（被手握住的绳端）上、下做简谐振动，如图．水平均质绳上的振动传播过程，如图．要点二、机械波形成的条件及分类1．机械波形成的条件（1）有持续振动的波源．（也叫振源）（2）传播振动的介质．波源做简谐运动时，在均匀介质中传播形成简谐波．2．波的分类（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷．（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波．质点分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部．要点诠释：气体、液体、固体都能传播纵波，但气体不能传播横波因为气体不能发生剪切形变，无法传播横波．要点三、振动与波2．振动与波动的区别（1）从运动对象看：①振动是一个质点或物体以平衡位置为中心的往复运动．②波动是在波源的带动下，介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动．（2）从运动原因看：①振动是由于质点受回复力作用的结果．②波动是由于介质中相邻质点的带动的结果．（3）从能量变化看：①振动系统的动能和势能相互转化，对简谐运动来说，转化过程中总机械能保持不变．②波传播过程中，介质里每一振动质点的动能和势能同时达到最大，同时达到最小，质点的机械能在最大与最小值之间变化，而每个质点在不断地吸收和放出能量，因而波的传播过程也是能量的传播过程．3．“带动看齐”法分析质点的振动方向在波的传播中，靠近波源的质点带动后面的质点运动，离波源远的质点追随离波源近的质点．用“带动看齐”的思路可分析各个质点的振动方向．方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P＇，若P＇在P上方，则P向上运动，若P＇在P下方，则P向下运动，如图所示．4．波传播了运动形式，传递了能量，传递了信息（1）各质点都做受迫振动，其振动的频率（或周期）都与波源的频率（或周期）相同，各质点的起振方向都与波源相同，但不同步，离波源越远的质点振动越滞后．（2）机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量，介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动．在横波中，波动方向与振动方向垂直．均匀介质中，波动是匀速运动，振动是变速运动．（3）介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点，故可根据前一质点的位置而确定后一质点的运动方向．此外，若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同．（4）机械波在传播时也传递了信息．【典型例题】类型一、机械波的理解例1．在机械波中有（）．A．各质点都在各自的平衡位置附近振动B．相邻质点间必有相互作用力C．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D．各质点也随波的传播而迁移【思路点拨】波传播的特点是离波源近的质点带动离波源远的质点振动，离波源远的质点重复离波源近的质点的运动，因此各相邻质点间必须有力的作用，但各质点只能在平衡位置附近做简谐运动．【答案】A、B、C【解析】振源的振动使其周围质点依次振动，之所以能依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用力；沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移．【总结升华】波传播的特点是离波源近的质点带动离波源远的质点振动，离波源远的质点重复离波源近的质点的运动，因此各相邻质点间必须有力的作用，但各质点只能在平衡位置附近做简谐运动．举一反三:【变式1】关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ）． A ．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B ．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等C ．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D ．相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同【答案】D【解析】对于横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向。
机械波的产生和传播
机械波的产生和传播简介机械波是指通过介质中的粒子传递的能量、动量和质量的一种波动。
机械波的产生和传播对于理解许多物理现象以及应用于各种技术领域都具有重要意义。
本文将介绍机械波的产生原理和传播特性。
机械波的产生源于物体的振动或波动。
当物体受到外力的作用而发生振动或波动时，它们会通过分子或粒子的相互作用传递能量，并在介质中引起机械波的产生。
机械波的产生可以有两种方式：横波和纵波。
横波指的是波动方向与能量传播方向垂直的波动，例如水波和地震波；纵波则是波动方向与能量传播方向平行的波动，例如声波和弹性波。
机械波的传播是指波动行为沿着介质中传递能量和信息的过程。
机械波的传播方式可以分为两类：表面波和体波。
表面波表面波是指波动沿着介质表面传播的波动。
在液体和固体中，表面波通常由两种类型组成：横向表面波和纵向表面波。
横向表面波的传播方向垂直于波动的方向，而纵向表面波的传播方向与波动的方向平行。
体波是指波动沿着介质内部传播的波动，可以通过固体、液体和气体介质传输。
在地震学中，体波主要包括纵波和横波。
纵波在介质中传播时，粒子会以沿着波的传播方向的压缩和稀疏的方式振动；而横波在介质中传播时，粒子会以垂直于波的传播方向的方式振动。
机械波的特性机械波的传播过程中具有一系列特性，包括速度、频率、振幅和波长等。
机械波的传播速度取决于介质的性质。
在同一介质中传播时，波速一般是恒定的；而在不同介质中传播时，波速则会随着介质密度和弹性系数的改变而变化。
频率机械波的频率是指单位时间内波动的周期次数。
频率通常用赫兹（Hz）来表示。
频率越高，波动周期越短；频率越低，波动周期越长。
机械波的振幅是指波动过程中粒子离开平衡位置的最大位移。
振幅越大，对应的能量传递也越强。
波长机械波的波长是指相邻两个震动最大值或最小值之间的距离。
波长通常用米（m）来表示。
波长和波速的乘积等于频率，即波速等于频率乘以波长。
机械波的产生和传播在许多领域有着广泛的应用。
10.1 机械波的产生和描述
10.1.1 机械波的产生 10.1.2 波振面 波射线 10.1.3 波的频率、波长和波速10.1.1 机械波的产生
波动: 振动的传播过程称为波动.
机械波: 机械振动在媒质中的传播.
媒质: 传播机械振动的媒介物. 例：空气、水、弦线等. 质元: 组成媒质的基本单元. 振动波速: 质元振动的快慢. 波速: 波动的传播速度称为波速.
10.1.2 波振面 波射线
波阵面: 在波传播过程中的任一时刻，媒质中 各振动相位相同的点联而成的面. 波 前: 波传到最前面的波阵面叫波前. 球面波:波阵面为球面的波叫球面波. 平面波:波阵面为平面的波叫平面波.
波射线: 沿着波的传播方向作一些带箭头的线 称为波射线.
在各向同性的均匀介质中，波射线恒与波 阵面垂直.
u f
机械波产生条件 波源: 作机械振动的物体. 媒质: 传播机械振动的媒介.
波的分类 横波: 质元振动方向与波的传播方向相互垂 直的波. 纵波: 质元振动方向与波的传播方向相互平 行的波.
注意
1. 波动只是振动状态（相位）的传播，媒质中 各质元并不随波前进，各质元在各自的平衡位 置附近振动. 2. 波速的大小由媒质的特性决定，它不是质元 的振动速度. 3. 振源得以持续振动是外界不断馈入能量所致. 例：弹性绳索上横波的传播.
10.1.3 波的频率、波长和波速
波速(u): 单位时间内某一确定的振动状态传 播的距离. 波长(): 同一波射线上两个相邻的振动状态 相同的质元之间的距离.
周期(T): 波前进一个波长的距离所需要的时 间. 频率(f ): 单位时间内通过波射线上某点的完 整波的个数.
u f
u
T
1 f T
机械波与声波了解机械波的产生与传播
机械波与声波了解机械波的产生与传播机械波与声波：了解机械波的产生与传播机械波是一种在介质中传播的波动现象。
当物体受到外力作用而发生振动时，就会产生机械波。
在机械波中，具有振动能力的物质颗粒在介质中传递能量，而本身并不随波传播。
本文将介绍机械波的产生和传播过程。
一、机械波的产生机械波的产生源于物体的振动。
当物体被施加一个周期性的外力时，物体就会围绕平衡位置做振动。
这种振动会通过分子之间的相互作用传递给邻近的分子，从而引起机械波的产生。
机械波的传播需要一个介质作为媒介。
常见的介质有固体、液体和气体。
介质中的粒子被振动能量激发后，会由原来的平衡位置做周期性的振动，再将这种振动传递给下一个粒子，如此往复，形成机械波的传播。
二、机械波的传播机械波的传播有两种基本形式：横波和纵波。
1.横波横波是指波的传播方向与粒子振动方向垂直的波动形式。
在横波中，介质中的粒子在波传播的过程中，沿着垂直于波动方向的方向振动。
水波和光波都是横波的例子。
2.纵波纵波是指波的传播方向与粒子振动方向平行的波动形式。
在纵波中，介质中的粒子在波传播的过程中，沿着与波动方向相同的方向振动。
声波就是一种典型的纵波。
在机械波的传播过程中，波传播的速度取决于介质的性质。
在同一介质中，波速与频率成正比，与波长成反比。
而在不同介质之间，波的传播速度取决于介质的密度和弹性。
三、声波的特点与传播声波是一种纵波，是由物体振动所产生的机械波。
声波在空气、液体和固体中的传播机制基本相同，都是通过介质中的分子间的相互作用传递。
声波具有以下几个特点：1.机械振动源：声波的产生源于物体的振动。
当物体振动时，会扰动周围介质中的分子，引起声波的传播。
2.声波传播的介质：声波可以在固体、液体和气体等介质中传播。
不同介质对声波的传播速度有所影响。
3.传播方式：声波是通过分子之间的相互作用传递的纵波。
介质中的分子在声波传播的过程中，沿着波的传播方向做来回振动。
4.波速：声波的传播速度与介质的特性有关，一般来说固体中传播速度最快，液体次之，气体最慢。
机械波的形成和传播课件
2、横波与纵波 横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波。 （仅在固体中传播，如绳波。 ）
特征：具有交替出现的波峰和波谷。
纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波。 （可在固体、液体和气体中传播。如声波，弹簧波。 ）
特征：波形具有交替出现的密部和疏部。 一般的波，如水波、地表波等，都能分解为横波 与纵波来进行研究。
一、机械波的形成 机械波：机械振动在介质中的43;
质点间力的作用
机 械 波
注意
波是运动状态的传播，是能量的 传播，介质的质点并不随波传播。
介质是能够传播机械振动的介质，是由质点 间的力的作用的连续介质。
比如，气体、液体或固体。
介质中一个质点的振动，由于质点间力的作 用将引起邻近质点的振动，振动相继传播到后面 各相邻质点。于是振动由近及远、由此及彼地传 播开去，从而形成机械波。
在机械波中，横波只能在固体中出现；纵波 可在气体、液体和固体中出现。
振动可以在弹性介质中传播，是因为介质有 弹性的相互作用，相互作用的形式不同，形成的 波也不同。
例外：绳上波、水波是在张力的作用下形成的。
练习
l．关于振动和波的关系，下列说法正确的是( C )
A、有机械波必有振动； B、有机械振动必有波； C、介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动； D、离 波源远的质点振动得慢
4.区分横波和纵波是根据（
C
）
A、沿水平方向传播的叫横波 B、质点振动的方向和波 传播的远近 C、质点振动的方向和波传播的方向的关系 D、质点振动的快慢
小结
机械波产生的条件 质点没有随波动传走，传走的是波的形式 和状态，还有能量 横波与纵波的区别
横波与纵波可以在一种介质里同时存在 机械波中的质点一定在做机械振动，反之 不成立
机械波知识点(全)
机械波的产生和传播知识点一：波的形成和传播（一）介质能够传播振动的媒介物叫做介质。
（如：绳、弹簧、水、空气、地壳等） （二）机械波机械振动在介质中的传播形成机械波。
（三）形成机械波的条件（1）要有 ；（2）要有能传播振动的 。
注意：有机械波 有机械振动，而有机械振动 能产生机械波。
（四）机械波的传播特征（1）机械波传播的仅仅是 这种运动形式，介质本身并不随波 。
沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做 振动，因此波动的过程是介质中相邻质点间依次“带动”、由近及远相继振动起来的过程，是 这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。
对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都 ，各质点仅在各自的 位置附近振动，并 随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。
（2）波是传递能量的一种运动形式。
波动的过程也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程，所以波动过程也是能量由近及远的传播过程。
因此机械波也是传播 的一种形式。
（五）波的分类波按照质点 方向和波的 方向的关系，可分为：（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向 的波，其波形为 相间的波。
凸起的最高处叫 ，凹下的最底处叫 。
（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向 的波，其波形为 相间的波。
质点分布最密的地方叫作 ，质点分布最疏的地方叫作 。
知识点二：描述机械波的物理量知识（一）波长（λ）两个 的、在振动过程中对 位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。
在横波中，两个 的波峰（或波谷）间的距离等于波长。
在纵波中，两个 的密部（或疏部）间的距离等于波长。
振动在一个 内在介质中传播的距离等于一个波长。
（二）频率（f ）波的频率由 决定，一列波，介质中各质点振动频率都相同，而且都等于波源的频率。
在传播过程中，只要波源的振动频率一定，则无论在什么介质中传播，波的频率都不变。
（三）波速（v ）振动在介质中传播的速度，指单位时间内振动向外传播的距离，即x v t∆=∆。
机械波的传播和性质
机械波的传播和性质机械波是传递能量和信息的波动现象，是指沿介质中传播的能量的传递方式。
本文将介绍机械波的传播过程和其性质。
一、机械波的传播过程机械波的传播是通过介质中的质点之间的相互作用来实现的。
传播过程可分为以下几个阶段：1. 振动源产生波动：机械波必须由振动源产生。
当振动源以一定频率振动时，它就会向周围的介质传递机械波，形成起始波动。
2. 介质质点的相互作用：起始波动作用于介质内的质点，引起质点相继发生位移。
质点的位移导致其邻近质点受到相互作用力，也会发生位移。
3. 波的传播：这种质点之间的相互作用导致机械波在介质中传播。
介质中的质点像波浪一样传递信息和能量。
4. 波的到达：机械波会将能量传递到介质的其他地方。
当波传播到新的位置时，新的位置的质点会受到波传递来的能量和信息。
二、机械波的性质机械波具有多种性质，以下是一些重要的性质：1. 传播速度：机械波的传播速度与介质的性质有关，与波长和频率也有关系。
传播速度可以通过公式v=λf 计算，其中 v 代表传播速度，λ 代表波长，f 代表频率。
2. 能量传递：机械波能够将能量从一个地方传递到另一个地方，例如声波将声音从发声体传递到我们的耳朵。
波的振幅越大，传递的能量越大。
3. 反射和折射：当机械波遇到界面时，它会发生反射和折射现象。
反射是指波在界面上反弹回原来介质的现象，而折射是指波沿新介质传播并改变传播方向的现象。
4. 干涉和衍射：机械波还会发生干涉和衍射现象。
干涉是指两个或多个波相遇并产生合成波的现象，可以是增强或减弱振幅。
而衍射是指波通过一个开口或绕过障碍物时发生扩散的现象。
5. 极化：机械波具有极化现象，这是指波的振动方向相对于波的传播方向的取向。
光波是一种横波，其振动方向垂直于传播方向。
结论机械波通过介质的传播，通过质点的相互作用实现能量和信息的传递。
机械波具有传播速度、能量传递、反射和折射、干涉和衍射、极化等性质。
这些性质使得机械波在生活和科学领域中具有广泛的应用和重要性。
机械波的产生和传播
E称为杨氏弹性模量
(2) 切变 相对面发生相对滑移
S
d
F
S
b
F
F 切变的应力或胁强 S d arctan 切变的应变或胁变 b
在弹性限度范围内，应力与应变成正比 F G G称为切变弹性模量 S p p p (3) 体变
V p p 体变的应变 V p 在弹性限度范围内， 压强的改变与体变应变 p p 的大小成正比
三、介质的弹性形变（不要求）
1 弹性形变
物体在一定限度的外力作用下形状和体积发生改变，当 外力撤去后，物体的形状和体积能完全恢复原状的形变 2 弹性形变分类
(1)长变
F
l
S
l
F
F
l
l
F
l 称为应变或胁变 l F 称为应力或胁强 S
在弹性限度范围内，应力与应变成正比
S
F l E S l
t 5T / 4
（2）纵波：振动方向与传播方向相同
t 0
t 1
t 2
t 3 t 4 结论： （1）横波只能在固体中传播 （2）纵波能在固体、液体、气体中传播
（3）波的本质是波源（及各质点）的状态或能量的传播
2、根据波面的形状
波线（波射线）--代表波的传播方向的射线。 波面--波场中同一时刻振动位相相同的点的轨迹。 波前（波阵面）--某时刻波源最初的振动状态 传到的波面。 结论 各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直 沿波线方向各质点的振动相位依次落后
T
2
1
T
3、波长
同一波线上相邻的位相差为2 的两质点的距离
T u
u
机械波教案
第十章机械波§10.1 波的形成和传播教学目标：1、知道直线上机械波的形成过程并归纳出形成条件2、知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么是纵波，知道疏部和密部3、知道“机械振动在介质中的传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量教学重点：1、理解波的形成及条件的归纳2、掌握波的传播过程及重要特点教学难点：质点的运动及运动形式的传播的区分教学仪器：波动演示仪、绳的传播、纵波的形成教学过程：一、引入：问1：平静的水面上投入一颗石子，我们会看到什么现象？答：波――水波――（机械波）问2：实际生活中这种运动形式还有哪些？学生讨论、回答、总结：机械波：水波、声波、地震波电磁波：无线电波、微波、光波这一章学习机械波的知识二、新课教学1．波的形成和传播(通过几个实例归纳出形成条件)（1）机械波的形成条件波源传播介质（可以先通过实验观察、总结）（2）机械波的传播过程：（以绳波为例进行分析）介质的各部分存在相互作用，一部分振动时，会引起相邻部分发生振动，使振动从发生的区域向远处传播问题研究完毕，解决问题3：纸船不会“随波逐流”，而是上下振动。
2．横波和纵波（演示比较绳波和弹簧波）（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波。
波峰：波谷：例如：绳子的波、水波；（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。
密部：疏部：例如：弹簧的波、声波；3．机械波（1）机械振动在介质中的传播，形成机械波问题讨论：波传播什么？（2）波传播的是什么？波传播的不是质点，是振动方式，是能量，还可以传递信息。
oA 三、练习和总结：1．下列关于机械波的说法正确的是（ ） A ．有机械振动就有机械波 B ．有机械波就有机械振动C ．没有机械振动就没有机械波D ．没有机械波就没有机械振动 2．在机械波中有（ ）A ．各质点都在各自的平衡位置附近振动B ．相邻质点间必有相互作用力C ．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必落后于前一质点D ．各质点也随波的传播而迁移 3．区分横波和纵波的依据是（ ） A ．沿水平方向传播的叫横波B ．质点振动的方向和波的传播的远近C ．质点振动的方向和波的传播的方向D ．质点振动的快慢4．在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下正确的是（ ）A ．为“随波逐流”木块将被推至远处B ．因为不知道木块离波源的远近，它可能被波推动，也可能不被波推动C ．无论木块离波源的远近如何，它都不可能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动D ．木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力大小等情况有关5．A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是一条绳子上的七个点，当绳子的A 端振动时，向右形成如图所示的绳波，①在图上标出各点的位移方向②波刚传到G ，则波源已振动了多少个周期？绳上的C 点已振动多少个周期？§10.2 波的图象教学目标：1．理解波的图象的意义，知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量，知道 什么是简谐波2．能在简谐波的图象中知道一些振动传播的特点及质点振动的振幅3．已知某一时刻某简谐波的图象和传播方向，能画出下一时刻的波的图象，并 能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向教学重点：波的图象的意义、根据图象理解质点的运动和振动的传播情况 教学难点：区别波的图象和振动图象 教学仪器：波的传播课件演示 教学过程：一、复习引入1．对机械波你了解了多少要点？（分类、传播特点等）2．机械波是机械振动在介质中的传播，如何把它描述出来？（可以用图象表示）二、新课教学1．波的图象横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移在xoy平面上，画出各个质点的平衡位置x与偏离平衡位置的位移y的各个点连成曲线根据以上方法画出横波的图象如下图（与波形相似）根据以上方法画出纵波的图象与上图相似（与波的形状无相同之处）意义：描述了波在传播过程中某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移情况2．波的图象分析（1）在单位时间内某一波峰或波谷（疏部或密部）向前移动的距离等于波速介绍从某一时刻某简谐波的图象和传播方向，画出下一时刻波的图象的方法（2）波形曲线是正弦曲线，表示的波叫简谐波。
机械波的产生与传播
二、机械波传播特点
振幅A 传播中E不损失：各质点A相同 传播中E有损失：各质点A各不同 振动步调 相邻两质点，振动步调一定不同
在传播过程中，振动步 调有没有一致的点？完 全相反的？
三、波的分类
横波：质点的振动方向与波的传播方 向垂直的波
特点：凹凸相间的波纹
凸起部分的最高点叫做波峰，凹下部分的最低点叫波谷
思考： 1、某质点某时刻处在波峰位置，是不是总 是处在波峰的位置不变呢？ 2、波峰与波谷在空间的排列上有何特点 ？
三、波的分类
①纵波：质点的振动方向与波的传播方 向在一条直线上的波。 ②特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。
纵波
密部
疏部
巩固练习
1、下列关于机械波的说法正确的是：[ ] A．有机械振动就有机械波。 BC B．有机械波就一定有机械振动。 C．没有机械振动就没有机械波。 D．没有机械波就没有机械振动。
二、机械波传播特点
介质模型：把介质看成由无数个质点弹性 连接而成。 机械波的形成过程：由于相邻质点间的力 的作用，当介质中某一质点发生振动时， 就会带动附近的各质点振动，附近各点的 振动又带动较远质点的振动，从而使振动 向远处传播。
二 、 机 械 波 传 播 特 点
二、机械波传播特点
各质点都做受迫振动（f受迫=f驱） 频率：振动的各质点频率都与波源相同 前带后，后跟前，运动状态向后传——向“前” 看（注意判断波源的位置！） 波源质点先向上振,其它质点也向上——起振方向 与波源同 质点上下振动，但不“随波逐流” 作用：传播运动形式和能量由近向远.
机械波的特点： ①介质中各质点的振动周期相同，且与波源的 振动周期相同 ②离波源越远，质点的振动越滞后。 ③各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不 “随波逐流” ④机械波传播的是振动的形式与能量。
机械波的形成和传播
05
机械波的实验与模拟
机械波的实验装置与操作
实验装置
机械波的实验通常使用一根弹性弦或杆作为波源，通过 改变弦或杆的振动频率和幅度来模拟不同类型和性质的 机械波。同时需要使用示波器等设备来观测和记录波形 的变化。
操作步骤
首先将实验装置调整到初始状态，然后通过波动器或外 力使弦或杆产生振动，同时使用示波器等设备记录波形 变化。在实验过程中，可以通过改变振动频率和幅度来 模拟不同类型和性质的机械波。
次声波与地震波
次声波
次声波是频率低于人类能够听到的声波的机 械波。它们在自然界中广泛存在，如风、海 浪和地震等。次声波也可以通过特定的传感 器接收到，并用于研究地球的内部结构、预 测地震和气象预测等。
地震波
地震波是由于地震活动引起的机械波。它们 在地壳中传播，并可以对地表和建筑物产生 破坏。地震波可以分为体波和面波，体波包 括纵波和横波，面波包括滑行波和扭转波。 这些波在地球内部传播时，其特性可以提供 关于地球内部构造和地震机制的重要信息。
通过控制波的传播过程，可以实现波的聚焦、散射、反射、折射等 操作，在声呐、医学成像、光学等领域具有广泛的应用。
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波动方程及其求解方法
波动方程
描述波在弹性介质中传播的偏微分方程，通常表示为： ∂²u/∂t² = c² * ∂²u/∂x²，其中u表示位移，t表示时间，x 表示空间坐标，c表示波速。
分离变量法
一种求解波动方程的方法，通过将波动方程中的时间和空 间变量分离，将复杂的问题转化为简单的乘积形式，从而 求解出波函数。
行波法
一种求解波动方程的方法，假设波在无限大均匀介质中传 播，利用波的叠加原理，求解出波函数。
波动理论的进一步发展
机械波的传播
机械波的传播机械波是在介质中通过振动粒子进行能量传递的波动现象。
它的传播速度和性质由介质的性质所决定。
机械波的传播可以分为横波和纵波两种类型。
1. 横波的传播横波是指介质中粒子振动的方向垂直于波的传播方向。
这种波动具有能量传递的特点。
例如，水面上的波浪就是一种横波。
当水面上的波动被激发时，水中的粒子会在垂直于波浪传播方向上振动。
这种振动会沿着水面向前传播，传递能量。
2. 纵波的传播纵波是指介质中粒子振动的方向与波的传播方向一致。
纵波也可以进行能量的传递。
例如，声波就是一种纵波。
当声源振动时，空气中的粒子会沿着声波传播方向进行振动。
这种振动形式使得声波能够传递声音。
除了波的类型，机械波的传播还具有一些重要特性。
1. 传播速度：机械波传播的速度与波长和频率有关。
传播速度可以用下式计算：速度 = 波长 ×频率不同介质对波进行传播时，传播速度也会有所差异。
例如，声波在空气中的传播速度约为343米每秒，而在水中的传播速度约为1498米每秒。
2. 折射现象：当机械波从一个介质传播到另一个介质时，波的传播方向会发生改变，这个现象被称为折射。
折射现象的出现是由于不同介质中的传播速度不同导致的。
根据斯涅尔定律，波在折射时的入射角和折射角满足以下关系：正弦（入射角） / 正弦（折射角） = 传播速度（折射介质） / 传播速度（入射介质）3. 反射现象：当机械波遇到障碍物时，部分波会被障碍物反射回来。
这个现象就是反射。
反射现象的出现是由于波在边界上的传播速度突变导致的。
根据反射定律，入射角和反射角满足以下关系：入射角 = 反射角4. 干涉现象：当两个或多个波交叠时，波的振幅叠加形成新的波形，这个现象被称为干涉。
干涉现象是波动性质的重要体现。
根据叠加原理，当波叠加时，振幅大的地方叠加振幅大，振幅小的地方叠加振幅小，形成干涉条纹。
总结起来，机械波的传播是通过介质中粒子的振动进行的能量传递。
它可以分为横波和纵波两种类型，具有传播速度、折射现象、反射现象和干涉现象等特性。
第1节 机械波的产生和传播
第 1 节机械波的产生和传播一、机械波的产生1、机械波的产生条件某个物体的振动可能激发起周围物质的振动，并以一定的速度向四周传播，称这种传播着的振动为波。
机械振动在弹性介质内的传播形成机械波，又称为弹性波。
由连续不断、无穷个质点构成的系统，若其各部分有相互作用而且可以相互运动，称为连续媒质；若连续媒质之间的相互作用力是弹性力，则称为弹性媒质。
机械波的特点：（1）机械波是一种机械运动形式，必须具备两个条件：振源和弹性媒质。
（2）波是指媒质整体所表现出的运动状态。
（3）波的传播是质点振动状态的传播过程，也是振动相位的传播过程，而所有的质点都仍在各自的平衡位置附近振动。
在弹性媒质中，可以设想各质点都有自己的平衡位置，它一离开平衡位置，就会受到附近质点的作用，合力指向平衡位置。
质点之间的相互作用使波得以传播，质点的惯性使波只能以有限的速度传播。
引起媒质振动的物体称为波源。
弹性媒质的形变可分为两类：（1）切变。
物体受力后层间发生位移的现象称为切变，切变物体企图恢复原状而产生的弱性力称为切变弹性。
（2）张变。
媒质伸长或压缩的形变称为张变。
张变物体企图恢复原状而产生的弹力称为张变弹性。
2、横波和纵波如果波源的振动是周期性的，则波源的振动状态随时间周期性变化，振动源在一个周期内的一系列不同的振动状态与关一周期内各对应时刻的振动状态完全相同。
关一个周期内的各个扰动传播到离波源较远的各个质；后一个周期内的各个扰动传播到离波源稍近的各个质点，振动状态在空间各点的分布也具有周期性，即呈现周期性分布的峰、谷（或疏、密），而且周期性的峰、谷（或疏、密）以一定的速度移动着。
（1）横波如果波源振动方向与波的传播方向垂直，就会形成周期性的峰、谷的传播。
这样的波称为横波。
横波的传播条件：媒质具有切变弹性。
液体内部、气体不能产生切变弹性力，故液体和气体中不能传播横波。
（2）纵波如果波源振动方向与波的传播方向平行，会形成周期性的疏、密的传播，这就是纵波。
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7、沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时 ( A．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失 B．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失 C．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动 D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动
)
8、取一根较长的软绳，一端固定，另一端用手拉平后上下抖动，之所以在绳上 形成凹凸相间的波，是因为 ( ) A．绳上各质点振动步调相同 B．绳上各质点振动步调相反 C．后一质点总比前一质点迟一些开始振动 D．绳上质点振动步调有的相同、有的相反 9、下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是 ( ) A．某物体做机械振动，它周围就一定产生机械波 B．机械波中质点的振动方向不断变化 C．机械波向左传播时，右边的质点比左边的质点早一些振动 D．振动是变速的、波动是匀速的 10、如图所示，A、B、C、D、E、F 是一条绳 子上的六个点，当绳子振动时，形成如图所示 的横波，试在图中标出此时各个质点的位移。 总结： 1、 2、 3、 4、
B．各质点都做受迫振动 D．各质点的振动频率是相同的
2
承德县一中 2012—2013 学年第一学期高二物理“生本课堂”学案
授课时间 课 题 学 习 目 标 重 点 难 点 周星期 授课班级 班 授课教师 方法 技巧 规律 4、机械波的概念：
10.1 机械波的形成的传播
5、用机械波发生器演示机械波的运动，总结机械波的特点和实质 特点：
1、机械波的形成过程及其形成条件 2、理解机械波的概念、传播规律、分类以及与机械振动的关系 实质： 机械波的形成过程及传播规律和分类 1、机械波的形成过程及传播规律 2、关于机械振动与横波的联系和区别 学 习 过 程 6、机械波的分类 1）横波：各质点的振动沿________方向，波的传播沿_______方向，质点振动方 向与波的传播方向_______，这种波叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做 ， 凹下的最低处叫做 。 2）纵波：各质点的振动沿________，波的传播沿_______方向，质点振动方向与 波的传播方向_______，这种波叫做纵波，在纵波中最密处叫做 ，最疏处 叫做 。 7、常见的横波与纵波
一、自学指导 1、请同学们举出几个有关波的例子
2、波形成的条件： 1): 2): 3、机械波形成的过程：
二、专项训练 1、在波的传播过程中，下列说法中正确的是 A．介质中的质点随波一起发生迁移 B．介质中各质点的振动形式由近及远地传播开去 C．介质中各质点均做受迫振动，其振动频率等于振源的频率 D．振动质点的振动频率随波的传播而减少 2、关于机械波，下列说法中正确的是( ) A.有机械波就一定有机械振动 B.有机械振动就一定有机械波 C.如果振源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 D．以上说法都不正确 3、下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是 A．某物体做机械振动，它周围的介质中就一定产生机械波
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(
)
（
）
承德县一中 2012—2013 学年第一学期高二物理“生本课堂”学案
B．波源停止振动后，已形成的机械波仍能在介质中继续传播 C．机械波传播的只是机械振动的形式和能量，参与波动的质点不随波迁移 D．振动是变速的，波动是匀速的 4、关于机械波的说法中，下列叙述正确的是 （ ） A．要产生机械波，必须同时具有振源和传播振动的介质 B．波是传递能量的一种方式 C．波的形成过程是介质中的质点在自己的平衡位置先后振动的过程 D．机械波是机械振动在介质中的传播 三、综合训练 1、下列关于机械波的说法中，正确的是( ) A．机械波可在真空中传播 B．在波传播过程中，介质质点没有运动 C．在波传播过程中，介质质点可能沿传播方向运动 D．在波传播过程中，介质质点可能沿垂直于传播方向运动 2、一列波由波源向周围扩展开去，由此可知( ) A.介质中的各个质点由近及远地传播开去 B．介质将振动的形式由近及远地传播开去 C.介质将振动的能量由近及远地传播开去 D．介质将振动的信息由近及远地传播开去 3、在机械波中( ) A．各质点都在各自的平衡位置附近振动 C．各质点的振动速度是相同的 4、关于横波与纵波下列说法中正确的是( ) A.声源在真空中振动也能传出声波 B.正常人耳能听到任何频率的振动 C.声波是横波 D.地震波既有横波，也有纵波 5、下列说法中不正确的有 A．声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波 B．波不但传递能量，还能传递信息 C．发生地震时，由震源传出的既有横波又有纵波 D．一切波的传播都需要介质 （ ） 方法 技巧 规律 6、一声波由波源向周围空气介质扩展出去，由此可知 A．发声体由近及远地传递出去 B．发声体的能量通过介质向周围传递出去 C．空气分子由近及远地迁移出去 D．空气介质以疏密相间的状态向周围传播 （ ）