第1讲 机械运动 机械波
高中物理知识点之机械振动与机械波
高中物理知识点之机械振动与机械波机械振动与机械波是高中物理中的重要知识点，涉及到物理学中的振动和波动的相关理论及应用。
下面将从机械振动的基本概念、机械振动的特性、机械波的传播和机械波的特性等方面进行详细介绍。
一、机械振动的基本概念机械振动是物体在作用力的驱动下沿其中一轴向或其中一平面上来回往复运动的现象。
常见的机械振动有单摆振动、弹簧振动等。
1.单摆振动：单摆是由一根细线或细杆悬挂的可以在竖直平面内摆动的物体。
摆动过程中，单摆的重心沿圆弧形轨迹在竖直平面内来回运动。
2.弹簧振动：弹簧振动是指将一端固定，另一端悬挂质点的弹簧在作用力的驱动下做往复振动的现象。
弹簧振动有线性振动和简谐振动两种形式。
二、机械振动的特性1.幅度：振动中物体运动的最大偏离平衡位置的距离。
2.周期：振动一次所需要的时间，记为T。
3.频率：振动在单位时间内所完成的周期数，记为f。
频率和周期之间的关系为f=1/T。
4.角频率：单位时间内振动角度的增量，记为ω。
角频率和频率之间的关系为ω=2πf。
5.相位：刻画振动状态的物理量。
任何时刻振动的状态都可由物体与参照物的相对位移和相对速度来描述。
三、机械波的传播机械波是指质点或介质在空间传播的波动现象。
按传播方向的不同，机械波可以分为纵波和横波。
1.纵波：波动传播的方向与波的传播方向一致。
纵波的传播特点是质点沿着波动方向做往复运动，如声波就是一种纵波。
2.横波：波动传播的方向与波的传播方向垂直。
横波的传播特点是质点沿波动方向做往复运动，如水波就是一种横波。
四、机械波的特性1.波长：波的传播方向上，相邻两个相位相同的点之间的距离。
记为λ。
2.波速：波的传播速度。
波速和频率、波长之间的关系为v=λf。
3.频率：波动现象中，单位时间内波的传输周期数。
记为f。
4.能量传递：机械波在传播过程中，能量从一个质点传递到另一个质点，并随着传播的距离逐渐减弱。
5.反射和折射：机械波在传播过程中，遇到不同介质的边界时会发生反射和折射现象。
初中物理竞赛讲座01机械运动
例题：（2012 年“志英杯”物理竞赛）小汽车在短时间内的速度可以变化很快。
有些车几秒钟内车速就可以从 0km/h 急升到 110km/h。如图是一辆车在 10s 内的车速
变化情况，由图像可知第 4s 时车速为______km/h，从第 2s 到第 4s 过程中，车速
__________。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 从第 6s 到第 8s 速度的变化
从图中看，是变速运动。是匀变速运动。速度变的快慢不一样。 1、加速度
6 / 15
定义：加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值．
定义式：
a
v
vt
v0
t t
v0——开始时刻物体的速度 vt——经过一段时间 t 时的速度
物理意义：加速度是表示速度改变快慢的物理量．
国际单位：m／s2 或 m·s-2 读作米每二次方秒
A. 甲、乙两火炬手一定向左运动 B. 甲、乙两火炬手一定向右运动 C. 甲火炬手可能运动，乙火炬手向右运动 D. 甲火炬手可能静止，乙火炬手向左运动 二、位置、路程和距离 1、位置可以用坐标系中的坐标表示 2、路程：物体运动的路线的长度。表示位置变化的多少 3、刻度尺 用刻度尺测量长度时要估读到分度值的下一位 累积法：把 n 段相同长度的物体叠合，使叠合后的总长度比刻度尺的最小分度值 大得多，测量出总长度除以 n，可以算出物体的长度。利用累积法可以测量纸张的厚 度、铜丝的直径等。 4、游标卡尺和螺旋测微器
加速度是速度对时间的变化率
速度是位置对时间的变化率，加速度是速度对时间的变化率，因此，也可以说加
速度是位置对时间的变化率的变化率．
例题：货轮起航，10s 内速度增加到 0.2m/s; 火箭发射时，10s 内速度增加到
高中物理机械振动和机械波知识点
高中物理机械振动和机械波知识点机械振动和机械波是高中物理中一个重要的内容，下面将以1200字以上的篇幅详细介绍这两个知识点。
一、机械振动1.振动的定义及特点振动是指物体在平衡位置附近做往复运动的现象。
振动具有周期性、往复性和简谐性等特点。
2.物理量与振动的关系振动常涉及到的物理量有位移、速度、加速度、力等。
振动的物体在其中一时刻的位移与速度、加速度之间存在着相位差的关系。
3.简谐振动简谐振动是指振动物体的加速度与恢复力成正比，且方向相反。
简谐振动的周期、频率和角频率与振幅无关，只与振动系统的特性有关。
4.阻尼振动阻尼振动是指振动物体受到阻力的影响而逐渐减弱并停止的振动。
阻尼振动可以分为临界阻尼、过阻尼和欠阻尼三种情况。
5.受迫振动受迫振动是指振动物体受到外界周期力的作用而发生的振动。
当外力的频率与振动系统的固有频率相同时，产生共振现象。
6.驱动力与振幅的关系外力作用下，振动物体的振幅由驱动力的频率决定。
当驱动力的频率与振动物体的固有频率接近时，振幅达到最大值。
二、机械波1.波的定义及特点波是指能量或信息在空间中的传递。
波有传播介质，传播介质可以是固体、液体或气体。
波分为机械波和电磁波两种。
2.机械波的分类及特点机械波分为横波和纵波两种，它们的传播方向与介质振动方向有关。
横波的振动方向与波的传播方向垂直，而纵波的振动方向与波的传播方向平行。
3.波的传播速度波的传播速度与介质的性质和波的频率有关。
在同一介质中，传播速度与波长成正比，与频率成反比。
在不同介质中，波长相等时，传播速度与频率成正比。
4.波的反射、折射和干涉波在传播过程中会遇到障碍物或介质边界，导致发生反射和折射现象。
当波的传播路径中存在两个或多个波源时，会发生波的干涉现象。
5.波的衍射波在通过缝隙或物体边缘时会发生波的弯曲现象，这种现象称为波的衍射。
波的衍射现象是波动性质的重要表现之一6.声波的特点及应用声波是一种机械波，的传播媒质是物质的弹性介质。
高一物理下《第一篇机械运动第四章周期运动E.机械波的描述》4PPT课件
a.特殊点法
先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方 向；然后确定经△t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦 规律画出新的波形。
画出再经t=T/4时的波形图
． y/m P′ v
． ． P Q′
0
1
． 2
3
Q
4 x/m
一、用图像描述机械波
b.图象平移法
经过时间 Δt，波在传播方向移动的距离 Δx = vΔt,因此，把图象
ｙ
△x
ｏ
v x t
ｘ
ｔ时刻
的波形
ｔ＋△ｔ时
刻的波形
3、波速（v）
(1)单位时间内振动所传播的距离叫做波速。 v x t
(2)物理意义 反映振动在介质中传播的快慢程度.
(3)几点说明 a.波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传 播速度不同。 b.一列波在同一均匀介质中是匀速传播的
区分波速与质点振动速度的含义
2、波长（λ） （1）定义: 在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻 质点间的距离，叫做波的波长。
请想一想，为什么要强调“相邻”两个字？
注意观察：在波动中，相隔等于波长的两个点的振动特点？
（2）说明
a.这两点对平衡位学科置网 的位移的大小和方向总保 持相同．
b.这两点 速度大小和方向总保持相同. c.这两点振动步调总保持相同.
4、波长、周期（或频率）和波速的关系
v 或v f
T
(1)波速等于波长和频率的乘积. (2)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长
(3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其 他形式的彼（电磁波、光波）也成立
1．波速由什么决定？ 波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关
《高中物理-机械波课件》
声波的产生和传播
声波是由物体振动引起的机械波。它们通过分子的相互碰撞在介质中传播， 如空气中的声音。
声波的特性
1 音量
声音的强弱。
3 音色
声音的质地或特点。
2 音调
声音的高低。
声波的干涉和衍射
干涉
当两个或多个声波相遇时，干涉现象会发生，产生 共振或抵消的效果。
衍射
声波通械波课件
什么是机械波
机械波是由质点振动引起的能量传播。它们需要介质传递能量，常见的例子 包括水波和声波。
机械波的分类
机械波分为纵波和横波两种。纵波是质点振动方向与波的传播方向相同，如声波。横波是质点振动方向与波的 传播方向垂直，如光的波动。
纵波和横波的定义与区别
纵波
质点振动方向与波的传播方向相同。
横波
质点振动方向与波的传播方向相垂直。
波的特性
1 振幅
波的最大位移。
3 频率
波的振动次数每秒钟。
2 周期
波的一个完整振动所需的时间。
4 波长
波的连续部分之间的距离。
波的干涉和衍射
干涉
当两个或多个波相遇时，干涉现象会发生，产生交 叠和增强/减弱的效果。
衍射
波通过障碍物或开口时，会发生衍射现象，扩散和 弯曲波的传播。
波速、频率和波长的关系
波速是波动传播的速度，与频率和波长有密切关系。波速 = 频率 × 波长。
波的反射和折射
波遇到障碍物或介质界面时，会发生反射和折射两种现象，产生波的方向改变。
光的波动性与粒子性
光既有波动性又有粒子性。波动性表现为干涉、衍射和折射，而粒子性表现为光的能量包含在光子中。
光的干涉和衍射
声音的强度和频率
声音的强度决定声音的响度。频率决定声音的音调，如低音和高音。
大一物理知识点机械波
大一物理知识点机械波机械波是指通过物质介质传播的波动。
它是由质点在物质介质中传递的能量引起的，具有能量、动量和信息传递的功能。
在大一物理学习中，我们需要掌握一些关键的机械波知识点。
本文将介绍机械波的性质、类型、传播特性和相关公式等内容。
一、机械波的性质1. 振动与波动：机械波是由物质的振动引起的，振动是指物体围绕平衡位置做往复运动。
当振动的能量传递到介质中时，就形成了机械波。
2. 传播介质：机械波需要物质介质来传播，例如空气、水、弹簧等。
机械波无法在真空中传播，因为真空中没有物质介质。
3. 传播方向：机械波沿着与振动方向垂直的方向传播，称为纵波；沿着振动方向传播，称为横波。
4. 能量传递：机械波在传播过程中能量会从波源处传递到周围介质中，周围介质上的质点会进行振动，从而传递能量。
二、机械波的类型1. 纵波：纵波是指粒子在传播方向上振动，振动方向与波的传播方向相同。
例如声波就是一种纵波，声波的传播是由气体、液体和固体中质点的纵向振动引起的。
2. 横波：横波是指粒子在传播方向上不振动，振动方向与波的传播方向垂直。
例如水波就是一种横波，水波的传播是由液体表面上质点的横向振动引起的。
三、机械波的传播特性1. 波长（λ）：波长是指波的传播过程中，两个相邻的振动状态之间的空间距离。
波长与波速和频率有关，可以使用公式λ = v / f 来计算，其中v是波速，f是频率。
2. 频率（f）：频率是指单位时间内波的振动次数，单位是赫兹（Hz）。
频率与振动周期的倒数成正比，可以使用公式f = 1 / T 来计算，其中T是振动周期。
3. 波速（v）：波速是指波的传播速度，单位是米每秒（m/s）。
波速与波长和频率有关，可以使用公式v = λ × f 来计算。
四、机械波相关公式1. 振动周期（T）：振动周期是指物体完成一次完整振动所需要的时间，单位是秒（s）。
2. 振动频率（f）：振动频率是指单位时间内振动的次数，单位是赫兹（Hz）。
高中物理机械振动机械波知识点总结课件新人教版选修
物理实验中的机械振动与波
实验中的振动与波
在物理实验中，我们可以设计和进行各种与机械振动和波相关的实验，如单摆实 验、共振实验、干涉和衍射实验等。这些实验可以帮助我们深入理解机械振动和 波的原理。
实验中的注意事项
在进行与机械振动和波相关的实验时，需要注意安全问题，如避免共振引起的破 坏力、防止声波对耳膜的损伤等。
科技应用中的机械振动与波
科技应用中的振动与波
在科技领域，机械振动和波的应用非 常广泛，如地震勘测、无损检测、医 疗成像等。这些应用都基于对机械振 动和波的深入理解和掌握。
科技应用的发展前景
随着科技的不断发展，机械振动和波 的应用前景将更加广阔。例如，利用 振动和波进行物质分拣、环境监测等 领域的研究正在不断深入。
学习方法与技巧
强化基础知识的学习
注重实验与观察
机械振动与机械波的知识点比较抽象，需 要强化基础知识的学习，如振动与波的基 本概念、周期公式等。
实验是学习物理的重要手段，通过实验观 察机械振动与机械波的现象，有助于加深 对知识点的理解。
多做练习题
形成知识网络
练习是巩固知识的重要途径，通过多做练 习题可以加深对知识点的理解和掌握。
波动方程的建立
波动方程的推导
通过建立微分方程，描述波动过 程中各点的振动状态，从而得出
波动方程。
波动方程的形式
常见的波动方程形式有简谐振动方 程和一维波动方程等。
波动方程的求解
通过求解波动方程，可以得到波的 传播速度、波长等物理量。
振动方程的理解与应用
振动方程的意义
振动方程描述了单个质点在平衡位置附近的振动规律。
高中物理机械振动机械波知 识点总结课件新人教版选修
目录
八年级物理上册“第一章 机械运动”必背知识点
八年级物理上册“第一章机械运动”必背知识点一、机械运动的基本概念1. 机械运动的定义：物理学中，把物体位置的变化叫做机械运动。
机械运动是宇宙中最普遍的现象。
2. 参照物：在研究物体的运动时，选作标准的物体叫做参照物。
参照物的选择是任意的，但选择不同的参照物来观察同一个物体，结论可能不同。
同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。
二、运动的描述1. 匀速直线运动：物体沿直线运动，且在任何相等的时间内通过的路程都相等的运动。
其速度大小保持不变，方向也不变。
2. 变速直线运动：物体沿直线运动，但速度大小改变的运动。
描述变速直线运动的快慢时，可以用平均速度，即总路程除以总时间。
3. 比较物体运动快慢的方法：时间相同，比较路程，路程长的运动快。
路程相同，比较时间，时间短的运动快。
引入速度概念，比较单位时间内通过的路程。
三、速度1. 速度的定义：速度是描述物体运动快慢的物理量，定义为物体在单位时间内通过的路程。
2. 速度的公式：v = s/t，其中v是速度，s是路程，t是时间。
3. 速度的单位：国际单位制中，速度的单位是米/秒（m/s），交通运输中常用千米/小时 （km/h）作为速度的单位。
两者之间的换算关系是1m/s = 3.6km/h。
四、长度的测量1. 测量工具：测量长度的常用工具是刻度尺。
2. 使用刻度尺的方法：观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值。
将刻度尺有刻度的一边紧贴被测物体，并与被测物体长度平行。
读数时，视线要与尺面垂直，并估读到分度值的下一位。
3. 误差与错误：测量值和真实值之间的差异叫做误差。
我们不能消灭误差，但应尽量减小误差。
减小误差的方法包括多次测量求平均值、选用精密测量工具、改进测量方法。
而错误是不应该发生的，能够避免。
五、其他重要概念1. 运动的相对性：运动是相对的，选择不同的参照物，对运动的描述可能不同。
2. 回声：声音在传播过程中遇到障碍物被反射回来的现象。
大学物理机械波课件
机械波的能量
01
02
03
机械波的能量定义
机械波的能量是指在一定 时间和空间内，波所携带 的能量。
机械波能量的单位
机械波能量的单位是焦耳 （J），国际单位制中的基 本单位。
机械波能量的计算
机械波的能量可以通过波 的振幅、频率和波速等参 数进行计算。
机械波的功率
机械波的功率定义
机械波的功率是指单位时 间内，波所传递的能量。
机械波的吸收与散射
机械波的吸收
吸收的定义
当机械波在传播过程中遇到介质时，部分或全部能量被介 质吸收，转化为其他形式的能量，如热能、化学能等。
吸收的机制
机械波的吸收主要与介质的内阻有关，内阻越大，吸收越 强。此外，介质的密度、温度、粘性等也会影响吸收。
吸收与能量的关系
吸收的能量与传播的距离成正比，距离越远，吸收越明显 。
水波的应用
波浪发电
利用海浪的起伏运动转化为电能，为沿海地区的 供电提供补充。
波浪测量
通过测量海浪的高度、周期和方向等参数，进行 海洋环境监测、气象预报、航海保障等。
波浪模型试验
在实验室内模拟海浪的运动，用于研究波浪对海 岸工程、港口码头、海上平台等结构物的作用。
其他机械波的应用
电磁波通信
利用电磁波传递信息， 实现无线通信和有线通 信，如手机、电视、互 联网等。
公式计算
根据已知的介质物理性质、波长 和频率，使用波动方程中的公式 进行计算。
Байду номын сангаас
实验测量
通过实验测量波的传播时间和距 离，计算波动速度。常用的实验 方法有干涉法和多普勒效应法。
数值模拟
利用数值计算方法模拟波的传播 过程，通过模拟结果计算波动速 度。这种方法在复杂介质和边界 条件下具有较高的实用价值。
高一物理下《第一篇机械运动第四章周期运动D.机械波的产生》9PPT课件
生活中的波
❖ 绳子一端固定，手拿另一端水平 拉直，上下抖动会看到什么现象？ Nhomakorabea浪 麦浪
D、机械波的产生
➢ 1首先有一个质点的振动才能带动其他质点的振动。 1、机械波定义：机械振动的传播形成机械波。
振源(波源)：产生机械振动的物体
➢ 2、由于介质中各质点间的相互作用，某个质点 的振动就会引起附近质点的振动，而附近的质点 依次带动更远的质点振动。
5、机械波的种类
波源振动方向
波的传播方向
波峰
波谷
1）横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波。 凸起的最高处叫波峰；凹下的最低处叫波谷。
波源振动方向
波的传播方向
2）纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线 上的波。
想一想：
1、有振动就一定会形成波吗? 2、有波就一定会有振动吗?
人浪表演
人浪 麦浪
11、、机机械械波 波定 定义 义： ：机 机械械振振动动的在传介播质形中成由机近械及波远。的传播形成
2 、机械波产生的条件:波源和介质 振源(波源)：产生机械振动的物体 介质：传播机械振动的物质 如：水、绳子、空气。
3、机械波传播的特点
1）、沿波的传播方向，离波源近的质点带动离波源远的质点，依 次振动，即前带后，后跟前 2）、每个质点的起振方向都与波源的起振方向相同，后面的质 点重复前面的质点振动，只是开始振动的时刻依次滞后
·
·t = 3T/4
经过四分之三个周期，振动在介质中的传播的距离等于一个波
长的四分之三。
3、波长λ
1）、波源振动1T的时间内，波向前传播的距离是一个波长
波源振动n次，波向前传播n个波长 1）、沿波的传播方向，相邻的波峰—波峰间距都是一个波长，
高一物理下《第一篇机械运动第四章周期运动D.机械波的产生》13PPT课件
学以致用
<2>、区分横波和纵波是根据（ C ）
A．是否沿水平方向传播 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 D．质点振动的快慢
学以致用
<3>、下列说法不正确的有（ ACD） 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．质点振动的方向总是垂直于波 传播的方向
第四章 周期运动
D.机械波的产生
生活中的波现象
水 波
1.机械波： （1）产生机械波的条件：
a.波源（振源） —— 保持持续的机械振动。
b.介质 —— 借以传播波的物质。
注：有振动不一定存在波， 有波一定存在振动。
（2）定义：机械振动在介质中由近及远的传播， 就形成机械波。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.最简单的机械波模型：绳波。
（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。 其中，分布较稀的部分叫疏部，分布较密的部分叫密部。 如：声波、弹簧波
学以致用
<1>.关于波下列说法正确的是（ CD） A.有机械振动就有机械波
B.没有机械波就没有机械振动
C.有机械波就一定有机械振动 D.机械波是机械振动在介质中的传播过
程，它是传递能量的一种方式
D．一切波的传播均需要介质
学以致用
<4>.在机械波中，下列说法中错误的是( D )
A、各质点都在各自平衡位置附近振动 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后一质点 的振动，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
温馨提示：认真做好笔记、 自主完成练习！
把一根绳子看成由无数个等距质点（小球）弹性连接 而成。
机械运动机械波 知识归类
机械运动机械波知识归类（一）机械振动一，机械振动1，定义：物体在平衡位置两侧往返运动。
2，特点：具有周期性。
3，产生振动的条件：（1）要有回复力。
回复力的定义是：指向平衡位置方向的力，属于效果力。
（2）阻力足够小。
4，表征振动的物理量：振幅：定义：偏离平衡位置的最大距离。
由振动的能量决定。
周期：定义：完成一次全振动的时间叫周期。
由振子的构造因素决定。
频率：定义：单位时间内完成全振动的次数。
周期与频率的关系是：互为倒数。
二，简谐振动1，判定方法：（1）力学条件：回复力与平衡位置的位移符合关系式： F= — kx、文字表述是：物体回复力大小与偏离平衡位置的位移大小成正比，方向指向平衡位置；或是符合关系式的振动，就是简谐振动。
（2）运动学现象：如其位移随时间变化规律是正弦或余弦关系，就是简谐振动。
2，特例：单摆的振动周期：，3，简谐振动的图象（见下面振动图象与波的图象的比较）简谐振动的振幅、周期、频率是不变的。
4，简谐振动的能量：振动过程中发生势能（重力势能或弹性势能）与动能间的相互转化。
当回到平衡位置时，势能最小、动能最大（对应的速度最大，加速度等于零）；当位移最大时，动能最小、势能最大（对应的速度为零，加速度最大）。
简谐振动的能量与振幅有关，振幅越大，简谐振动的能量越大。
【例题1】．如图所示，物体 A 置于物体 B 上，一轻质弹簧一端固定，另一端与 B 相连，在弹性限度范围内，A 和 B 一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力），交保持相对静止。
则下列说法正确的是A ．A 和B 均作简谐运动B ．作用在 A 上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正 比C ．B 对 A 的静摩擦力对 A 做功，而 A 对 B 的静磨擦力对 B 不做功D ．B 对 A 的静摩擦力始终对 A 做正功，而 A 对 B 的静摩擦力始终对 B 做负功【例题2】.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝Asin 4t，则质点A.第1 s 末与第3 s 末的位移相同B.第1 s 末与第3 s 末的速度相同C.3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D.3 s 末至5 s 末的速度方向都相同【例题3】 一弹簧振子作简谐振动,周期为T,A.若t 时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则△t 一定等于T 的整数倍;B.若t 时刻和(t+△t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，C.若△t=T ，则在t 时刻和(t+△t)时刻振子运动加速度一定相等；D.若△t=T/2，则在t 时刻和(t+△t)时刻弹簧的长度一定相等。
机械运动机械波知识归类
机械运动机械波知识归类（一）机械振动一，机械振动1，定义：________________________________________________________________。
2，特点：具有周期性。
3，产生振动的条件：（1）要有回复力。
回复力的定义是___________________________。
（2）阻力足够小。
4，表征振动的物理量：振幅：定义______________________________________________________。
物理意义：表示振动幅度的大小或振动的______________。
周期：定义____________________________________________________________。
频率：定义___________________________________________________________。
物理意义：表示振动的__________________________。
周期与频率的关系是_______________________________。
二，简谐振动1，判定方法：（1）从动力学角度判定：回复力与平衡位置的位移符合关系式： F= — kx、文字表述是：____________________________________________________________；或是符合关系式的振动，就是简谐振动。
（2）从运动学角度判定：如其位移随时间变化规律是正弦或余弦关系，就是简谐振动。
2，特例：单摆的振动（1）单摆的定义：在物理学里，单摆是实际的摆的理想化；________________________________________________________叫做单摆。
（2）性质：当摆角<50时，是简谐振动，重力G的切向分力作单摆摆锤振动的回复力：，重力沿摆线方向的分力和跟拉力的合力是使摆锤沿圆弧运动的向心力。
《高中物理课件-机械波》
机械波的分类
横波
介质颗粒振动方向与波的传播方向垂直，如水 波、光波。
纵波
介质颗粒振动方向与波的传播方向平行，如声 波。
机械波的传播方式
机械波传播方式 机械波的纵向传播 机械波的横向传播
介绍 介质颗粒在平行于波的传播方向上振动。 介质颗粒在垂直于波的传播方向上振动。
波速的计算与影响因素
1 波速的计算
2 影响因素
频率受波速和波长等因素影响。
波动方程的概念及应用
波动方பைடு நூலகம்的概念
波动方程可以描述机械波的传播规律。
应用
波动方程在解释波的干涉、衍射、折射等现象 时发挥重要作用。
立体声的原理与应用
立体声的原理
通过将不同音频信号分配给不同的声道，实现 音频的空间分离。
应用
立体声技术广泛应用于音乐、影视等领域，带 给我们沉浸式的听觉体验。
波速等于波长乘以频率，单位通常为米每秒（m/s）。
2 影响因素
波速受介质的密度和弹性模量等因素影响。
波长的计算与影响因素
1 波长的计算
波长是波的传播的一个完整周期所对应的距离。
2 影响因素
波长受波速和频率等因素影响。
频率的计算与影响因素
1 频率的计算
频率是指波每秒钟振动的次数，单位通常为赫兹（Hz）。
高中物理课件——机械波
欢迎来到《高中物理课件——机械波》。本课件将带领您深入了解机械波的 定义、特征、分类、传播方式以及与能量传递和声音相关的知识。准备好迎 接知识的冲击吧！
机械波的定义及特征
1 机械波
是通过介质（如气体、液体或固体）的震动 而传播的波。
2 特征
机械波具有振动和传播两个基本特征，可以 是横波或纵波。
机械振动及机械波知识点全知识讲解
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。
能产生机械波。
有机械波注意：有机械振动，而有机械振动（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，介质本身并不随波振动，因此波动的过程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是将这种运动形式在介质中依次向、由近及远相继振动起来的过程，“带动”是介质中相邻质点间依次外传播的过程。
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的一种形式。
传播过程。
因此机械波也是传播（五）波的分类波按照质点方向和波的方向的关系，可分为：凸起的质点的振动方向与波的传播方向（1）横波：的波，其波形为相间的波。
最高处叫，凹下的最底处叫。
质点分）纵波：（2质点的振动方向与波的传播方向的波，其波形为相间的波。
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。
的波峰（或波谷）间的距离等于波长。
在横波中，两个的密部（或疏部）间的距离等于波长。
在纵波中，两个内在介质中传播的距离等于一个波长。
振动在一个f）（二）频率（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。
波的频率由在传播过程中，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。
v）（三）波速（x?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。
?vt?的性质决定。
一列波在不同介质中传播其波速不同。
波速的大小由对机械波来说，空气中的波速小于液体中的波速，小于固体中的波速。
机械波基础内容及第一讲讲稿
11-2 平面简谐波的波函数(表达式）
一、平面简谐波的表达式 一、平面简谐波的表达式 1、平面简谐波的概念
波源作简谐振动，波动所到 之处的各个质点也在作简谐 振动，相应的波称为平面 简谐波，或称为简谐波。
2、平面简谐波的表达式
原点O：y0
= A cos(ω t + ϕ 0 )
v u
X轴上任一点P(x)，时间上要落 后Δt=x/u，P处振动的相位要 比O处的相位落后ωΔt
解：
200 = 50Hz 0.02 ν= = λ 4 u
A y (m) t = 0 时波形 u = 200m·s-1
ω = 2πν = 100πs −1
为方便起见 , 以下均 用 SI 制 , 单位略去。 o
1 2 3 4 5
x (m)
λ = 4m
解： (1)
y (m)
O 点振动方程 0.02
t = 0 时波形
vo
x π⎤ ⎡ )+ ⎥ = 0 y = 0.02 cos ⎢100π ( t − 200 2⎦ ⎣ π⎤ ∂y x ⎡ v= = − 0.02 × 100π sin ⎢100π ( t − ) + ⎥ = 2π ∂t 200 2⎦ ⎣ ∂2 y x π⎤ ⎡ 2 )+ ⎥ = 0 a = 2 = − 0.02 × (100π ) cos ⎢100π ( t − ∂t 200 2⎦ ⎣
相距为λ的两点振动方程相同 波长反映了波的空间周期性
ωt − ?
2π
0
λ
λ
x
x
沿波传播方向每增加λ 的距离，位相落后2π。 因此，x点比0点位相落后 2π x 。 λ
2、t 一定，则位移仅是坐标的函 数，其图形为波形曲线，对于 t=t0
大学物理机械波课件-PPT
2、t=t0为定值,y=y(x)
• 表示t0时刻波线上各质点离开各自平衡位置 得位移分布情况,称为该时刻得波形方程
• 对于横波,波形图就就是该时刻各质点在空 间得真实分布
• 对于纵波,波形图仅表示质点得位移分布
3、t与x都在变化
• 波动方程给出了各个质点在不同时刻得位
y 移,或者说包含了不同时刻得波形
结论:机械波传播得就是波 源得振动状态与能量
三、波线与波面
• 波传播到得空间——波场 • 波场中代表波传播方向得射线——波线 • 某时刻振动位相相同得点得轨迹——波面 • 最前方得波面——波前或波阵面 • 横波中,质元振动得轨迹与波线垂直,二者构
成得面——振动面或偏振面
波线
波线
平面波 球面波
波面
• P点t时刻得振动位移与原点 动位移相同
• P点振动方程为
时刻得振
沿x轴正向传播得平面简谐波得波函数
• 也就是x处质点得振ຫໍສະໝຸດ 方程沿x轴负向传播得平面简谐波得波函数
• 常用得波动表达式
(1)如图,已知 P 点得振动方程:
yP
A
y
cos( u
t
0
)
px Q x
O
x
求波动方程即波函数。
(2)如图,已知 P 点得振动方程:
平面简谐波——波面为平面得简谐波
？问题
• 如何用数学表达式描述一个前进中得波动？
• 如何描述各质点得振动位移y随平衡位置x与
t得变换规律
波函数
一、波函数得推导
• 平面简谐波沿x轴正方向传播 • 设原点得振动方程为
• 设平衡位置为x得P点在t时刻得振动位移为y • P点得振动落后于原点,晚了 • 也就就是原点得振动状态传到P点所需得时间 • P点在t时刻将重复原点在 时刻得振动状态
第一节-机械波的形成和传播PPT课件
• C．波将波源的运动形式传播出去的同时，也 可以传递信息
• D．能传播机械波的介质一定是可以自由流动 的
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• 答案：C
• 解析：自然界所刮的风，实质上是由于压强差 等因素引起的空气流动，不是机械波，所以A 错；波是运动形式的传播，是能量传递的一种 方式，但各质点均在各自平衡位置附近振动， 并不随波迁移，因此B错；波不仅能传播运动 形式，它也是信息传递的载体，故C正确；固 体也能传播机械波，故D错．
3、机械波的概念：
机械波就是机械振动在介质中由近及远的传播过程
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二、机械波的传播特点
1.介质中前面的质点带动后面质点振动，后面的质点 重复前面的质点的运动，并且在时间上依次滞后些 。
2.介质中各个质点在各自的平衡位置上下往复运动， 质点本身并不随波迁移。
3.介质中各个质点都做受迫振动，其起振方向、周期、频 率、振幅都和波源相同。 4.波向前传播的是振动形式、能量。
（3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波 动． （4）波动是振动形式（信息）的传播过程．
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巩固练习
1、关于机械波的形成，下列说法中正确的是： A、物体做机械振动,一定产生机械波
B、介质中的质点不随波一起发生迁移，只是在平B衡C位D 置附近振
动； C、机械波传播的是机械振动这种运动形式； D、介质中各质点的振动周期是相同的。
• 2．横波在传播时，波的传播方向与质点振动
方向 垂直
．
• 3．机械波的产生条件：①要有
有传播振动的
．
介质
振源
；②要
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四、声波和地震 波
• 声波是纵波. • 地震波既有横波又有纵波．
高中物理第二章机械波第1讲机械波的形成和传播
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一、波的形成(xíngchéng)和传播
1．波的形成 传播波的物质，如水、绳、空气等，可以分成许多小部分， 每一小部分都可以看作质点．当其中一个质点振动时，由于 质点间的相互作用，就带动相邻的质点振动起来，该质点又 带动后面(hòu mian)的质点振动起来，这样振动的状态就传播出 去，形成了机械波．
二、振动与波动(bōdòng)的区别与联系
1．区别 (1)研究对象不同 振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象，波动(bōdòng) 是大量质点表现出的周而复始的运动现象．
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(2)运动成因不同 振动是质点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡 位置的力——回复力的作用(zuòyòng)．波动是由于介质中质点受 到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远传播 开去，各质点间存在相互作用(zuòyòng)的弹力，各个质点受到回 复力作用(zuòyòng)． (3)运动性质不同 质点的振动是变速运动，在同一介质中波动的传播速度不 变．
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答案 见解析
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借题发挥 根据波的形成特点，先振动的质点带动后面的质 点振动，后面质点总是落后于前面质点的振动，每一个(yī ɡè) 质点都在自己的平衡位置附近振动，正确画出各时刻的波形 图，可以使问题变得更形象直观．
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【例 2】 如图 1 所示，是某绳波形成过程的示意图．质点 1 在外力作用下沿垂直直线方向做简谐运动，带动 2、3、4…… 各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已 知 t＝0 时，质点 1 开始向上运动，t＝T4时，1 到达最上方， 5 开始向上运动．问：
第1讲机械波(3)
1．机械波⑴ 形成：振动的传播称为波动，简称波。
机械振动在介质中的传播形成了机械波，抖动的彩带端叫波源，彩带则为传播振动的介质。
1.1 认识机械波第1讲 机械波⑵ 种类： ①横波质点的振动方向与波的传播方向垂直。
②纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。
2．描述机械波的物理量 ⑴ 周期T 和频率f在波动中，介质中各个质点的振动周期或频率都是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做波的周期T 或频率f 。
⑵ 波长λ在波动中，振动步调总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长，通常用λ表示。
⑶ 波速vv f λλ==。
3．机械波的图象⑴ 波的图象：也称波形图，简称波形，描述介质中各个质点在某一时刻的位移。
⑵ 波上任意点的振动方向的判断方法①带动法首先，明确波的传播方向，确定波源方位；然后在质点P 靠近波源一方附近（不超过/4λ）图象上找另一点P'；若P'在P 上方，则P'带动P 向上运动，若P'在P 下方，则P'带动P 向下运动。
②微平移法作出经微小时间()ΔΔ/4t t T <后的波形，就知道了各质点经过Δt 时间到达的位置，运动方向就知道了。
③同侧法在波的图象上的某一点，沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，并设想在同一点沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，其中s 表示质点振动方向，v 表示波的传播方向。
④上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的质点向下振动，“下坡”的质点向上振动，简称“上坡下，下坡上”。
例题说明：例1考查波的成因以及波与振动的关系，例2考查有关波速的概念，例3考查横波与纵波，较为新颖，例4、例5考察周期、波速、波长关系的计算，例6、例7、例8考察质点的振动方向的判断，例【例1例题精讲【例2【例3】【解析】 由于纵波传播较快，P 先开始振动，设震源距地震仪约x ，则有：=t v v -∆纵横，代入数据可得36km x =，故A 正确。
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答：________________________________________________________________________.
(3)利用上述所涉及的知识，请分析某同学所提问题的物理道理．
当t＝0.25×10－2s时x＝－2coscm＝－cm.
(2)由图可知在1.5×10－2s～2×10－2s内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．
(3)从t＝0至8.5×10－2s的时间内质点的路程为s＝17A＝34 cm，位移为2 cm.
答案：(1)－cm(2)位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大(3)34 cm2 cm
(2)在t＝1.5×10－2s到2×10－2s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？
(3)在t＝0至8.5×10－2s时间内，质点的路程、位移各多大？
解析：(1)由图可知A＝2 cm，T＝2×10－2s，
振动方程为x＝Asin＝－Acosωt＝－2costcm＝－2cos(102πt) cm
(2)若振子的质量为20 g，弹簧的劲度系数为50 N/m，则振子的最大加速度是多少？
解析：(1)T＝＝0.1 s，即相邻两次闪光的时间间隔为t0＝0.1 s．振子从最大位移处运动到平衡位置经历时间为0.3 s，故振子振动周期T0＝1.2 s.
(2)am＝＝＝50 m/s2
答案：(1)0.1 s1.2 s(2)50 m/s2
(5)写出振子的振动方程．
解析：(1)纸带匀速运动时，由x＝vt知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间．
(2)由图(2)可知t＝0时，振子在平衡位置左侧最大位移处；周期T＝4 s，t＝17 s时位移为零．
(3)由x＝vt，所以1、3间距x＝2 cm/s×2 s＝4 cm.
(4)3 s末负方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t＝0或t＝4 s时正方向加速度最大；t＝2.5 s时，向－x方向运动．
(5)x＝10sincm
答案：(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间
(2)左侧最大位移 零(3)4 cm(4)30或4－x(5)x＝10sincm
(1)为什么必须匀速拖动纸带？
(2)刚开始计时时，振子处在什么位置？t＝17 s时振子相对平衡位置的位移是多少？
(3)若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是多少？
(4)振子在______ s末负方向速度最大；在______ s末正方向加速度最大；2.5 s时振子正在向______方向运动．
C．摆球摆动过程中机械能减小
D．摆球摆动的周期是T＝1.4 s
(2)如图1－1－13所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是________．
图1－1－13
A．甲、乙两单摆的摆长相等
B．甲摆的振幅比乙摆大
C．甲摆的机械能比乙摆大
D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
解析：(1)悬线拉力在经过最低点时最大，t＝0.2 s时，F有正向最大值，故A选项正确，t＝1.1 s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T＝1.2 s，因振幅减小，故机械能减小，C选项正确．
4.
图1－1－16
(2010·朝阳区模拟)如图1－1－16所示为用频闪照相的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子振动情况．甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20 mm处，放手后向右运动周期内的频闪照片．已知频闪的频率为10 Hz.求：
(1)相邻两次闪光的时间间隔t0、振动的周期T0.
第1讲机械运动机械波
1．
图1－1－12
(1)将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图1－1－12所示．某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是________．
A．t＝0.2 s时摆球正经过最低点
B．t＝1.1 s时摆球正经过最低点
(3)若单节车轨非常长，或无结头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有周期，即火车的振幅较小．以便来提高火车的车速．
答案：(1)0.25(2)T＝T0＝4 s
(3)远离火车的固有周期，以便于提高火车的车速
3.
图1－1－15
一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图1－1－15所示．
(1)求t＝0.25×10－2s时的位移；
“某同学考虑，我国火车第六次大提速时，需尽可能的增加铁轨单节长度，或者是铁轨无结头”．
答：________________________________________________________________________.
解析：(1)由丙图可知，f＝＝Hz＝0.25 Hz.
(2)物体振动能量最大时，即振幅最大，故应发生共振，所以应有T＝T0＝4 s.
(2)振幅可从题图上看出甲摆大，故B对．且两摆周期相等，则摆长相等，因质量关系不明确，无法比较机械能．t＝0.5 s时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，所以正确答案为A、B、D.
答案：(1)AC(2)ABD
2．
图1－1－14
一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图1－1－14甲所示，该装置可用于研究弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图1－1－14乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图1－1－14丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则
5.
图1－1－17
根据如图1－1－17所示的振动图象：
(1)算出下列时刻振子对平衡位置的位移．
①t1＝0.5 s；②t2＝1.5 s
(2)将位移随时间的变化规律写成x＝Asin(ωt＋φ)的形式并指出振动的初相位是多少？
解析：(1)由图象可知A＝10 cm，T＝4 s
故位移：x＝Acosωt＝10cost＝10costcm
①当t1＝0.5 s时，x1＝5cm
②当t2＝1.5 s时，x2＝－5cm
(2)振子的位移表达式为：x＝10cost＝10sincm，初相位为：φ＝.
答案：(1)①5cm②－5cm(2)x＝10sincm
6．
图1－1－18
简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图1－1－18(1)所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象．取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图1－1－18(2)所示．