1. 机械波的形成和传播

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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。

2024-2025学年高中物理第二章机械波1机械波的形成和传播教案1教科版选修3-4

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用机械波解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论机械波的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与机械波相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解机械波的形成和传播过程中，学生可能会遇到以下困难：首先，对波动现象背后的微观机制理解不够深入，难以将振动与波动联系起来；其次，对于波的传播方向的误解，可能会混淆波的传播与振动的方向；此外，学生在进行实验探究时，可能对实验数据的处理和分析感到困惑，需要教师的指导和支持。
二、新课内容（25分钟）
1.讲解机械波的定义和分类，结合课本图示进行演示。
2.分析机械波的形成原理，引导学生通过实验探究。
3.讲解机械波的传播条件和特性，结合实例进行说明。
4.分析机械波的能量传递和振动方向，进行课堂讨论。
三、课堂练习（10分钟）
1.根据新课内容，设计相关习题，让学生巩固所学知识。
2.对学生进行个别指导，解答疑惑。
2.讨论法：将学生分成小组，针对机械波的形成和传播原理进行讨论。教师提出问题，引导学生展开思考，鼓励他们发表自己的观点。最后，组织各小组分享讨论成果，进行总结和评价。
3.实验法：组织学生进行分组实验，指导他们设计实验方案、操作实验设备、记录实验数据等。实验过程中，教师巡回指导，解答学生疑问。实验结束后，组织学生进行实验报告撰写和汇报。
7.机械波的反射和折射
当机械波遇到介质的边界时，会发生反射和折射现象。
-反射：波从介质边界反弹回来，遵循反射定律。

高考物理波动知识点与光学题型剖析

高考物理波动知识点与光学题型剖析在高考物理中，波动和光学部分一直是重要的考点，这部分知识不仅需要我们理解相关的概念和原理，还需要能够熟练运用这些知识解决各种题型。

下面我们就来详细剖析一下高考物理中波动知识点与光学题型。

一、波动知识点1、机械波的产生和传播机械波的产生需要有振源和介质。

介质中的质点在各自的平衡位置附近做往复运动，随着波源的振动，质点依次被带动，形成机械波。

机械波传播的是振动的形式和能量，质点并不随波迁移。

在理解机械波的传播时，要注意波长、波速和频率的关系。

波长是相邻两个同相质点间的距离，波速由介质决定，频率由波源决定，三者的关系为：波速＝波长×频率。

2、横波和纵波横波是质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，如电磁波。

纵波是质点的振动方向与波的传播方向平行的波，如声波。

横波的特点是有波峰和波谷，纵波的特点是有疏部和密部。

在高考中，可能会通过图象来考查对横波和纵波的理解。

3、波的图象波的图象是描述某一时刻各个质点相对平衡位置的位移情况。

通过波的图象，可以直观地看出波长、振幅等信息。

要能够根据波的图象判断质点的振动方向，或者根据质点的振动方向画出波的图象。

同时，还要能够结合波的传播方向和时间，分析质点的位移、速度等变化情况。

4、波的干涉和衍射波的干涉是两列频率相同、相位差恒定的波相遇时，某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象。

振动加强区和振动减弱区相互间隔，且加强区和减弱区的位置是固定不变的。

波的衍射是波绕过障碍物继续传播的现象。

当障碍物或孔隙的尺寸比波长小或与波长相差不多时，衍射现象比较明显。

5、声波和超声波声波是我们日常生活中常见的机械波，它在空气中的传播速度约为340 米/秒。

超声波具有频率高、波长短、方向性好等特点，在医疗、工业检测等领域有广泛的应用。

二、光学知识点1、光的直线传播光在同种均匀介质中沿直线传播。

小孔成像、日食、月食等现象都是光沿直线传播的例证。

2、光的反射光的反射遵循反射定律：反射光线、入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。

机械波的形成与传播

机械波的形成与传播一、机械波的形成与传播：机械振动在介质中的传播叫机械波。

形成机械波要有物体机械振动，这个振动的物体叫做波源。

还要有传播机械波的介质，如气体、固体、液体，但真空不能传递机械波。

机械波是通过介质将振动的形式和能量向外传播而形成的，波源和介质是形成机械波的必要条件。

机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量。

介质中的各个质点并没有随波迁移。

从局部看，介质中的各个质点都在各自的平衡位置附近振动，从整体看，介质中距波源较近的质点先振动，并且带动距波源较远的质点随之振动，向外传播波源的运动形式和波源提供的能量。

介质中的各质点做的都是受迫振动，所以介质中各质点振动的周期和频率都与波源的振动周期和频率相同，这个周期和频率就叫做机械波的周期和频率。

波的传播是需要时间的，机械波在传播过程中，介质中各个质点振动的周期和频率是相同的，但它们振动的步调不同，在波传播方向上后面的质点总是追随前面质点的振动，其步调总比前面质点滞后一些。

机械波分横波和纵波两种，介质中各质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，介质中各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。

在同一种介质中，纵波比横波传播速度快。

比如地震波就是二者混合而成的。

其中纵波就会提前于横波到达灾区。

二、描述波的物理量──波长，周期（频率）和波速：波长的意义可从两个角度去理解，反映了研究波的两种方法。

从振动的角度来讲，两个相邻的，在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。

如相邻的两个波峰或波谷间的距离就是一个波长。

从波传播的角度来讲，一个周期时间内，振动在介质中传播的距离叫做一个波长。

波的周期和频率就是介质中各个点振动的周期和频率，它等于波源的周期和频率，波的周期和频率由波源唯一决定，与波传播的介质无关，并在波传播过程中保持不变。

波传播的距离和所有时间的比叫波速。

由波长和周期的意义可以得出波的公式：T v λ=.波速是由介质的性质决定的，与波源无关，不同介质波速不同。

物理教案二：机械波的形成与传播

物理教案二：机械波的形成与传播机械波的形成与传播一、教学目标1.了解机械波的基本概念。

2.了解机械波的形成与传播的基本原理。

3.掌握机械波的传播公式和波速公式。

二、教学重难点1.掌握机械波的形成与传播的基本原理。

2.掌握机械波的传播公式和波速公式。

三、教学内容1.机械波的基本概念机械波是由弹性介质传播的波，弹性介质是指能够变形后恢复原状的物质，如空气、水、金属等。

机械波可以分为纵波和横波。

纵波是指波动方向和能量传播方向相同的波，如声波。

横波是指波动方向和能量传播方向垂直的波，如水波和光波。

机械波的特点是需要在物质中传播，无法在真空中传播。

机械波的传播速度与介质的性质有关。

2.机械波的形成与传播的基本原理机械波的形成是由于物质中的粒子受到振动，从而使振源周围的粒子发生振动，引起机械波的产生。

机械波的传播是由于振源周围的粒子受力而发生位移，位移又传递给相邻的粒子，形成机械波的传播。

机械波的传播速度与介质的密度和弹性系数有关。

传播速度越快，介质的密度越小，弹性系数越大。

3.机械波的传播公式和波速公式机械波的传播公式为：y = A sin(ωt - kx + φ)，其中y为波的振幅，A为最大振幅，ω为角频率，k为波数，x为位置坐标，t为时间，φ为初相角。

机械波的波速公式为：v = fλ，其中v为波速，f为频率，λ为波长。

四、教学方法1.理论授课：通过讲解和示范，向学生传授机械波的基本概念、形成和传播原理、传播公式和波速公式等。

2.实验演示：通过实验演示，让学生能够亲身体验机械波的形成和传播过程，深入理解机械波的物理本质。

3.交互讨论：通过讨论和交流，让学生能够互相学习、共同进步，加深对机械波的理解和认识。

五、教学评价通过本次教学，学生应能够：1.了解机械波的基本概念。

2.了解机械波的形成与传播的基本原理。

3.掌握机械波的传播公式和波速公式。

4.能够运用所学知识解决相关问题。

第2讲机械波

第2讲机械波机械波、横波和纵波1．机械波的形成和传播(1)产生条件①有波源。

②有能传播振动的介质，如空气、水、绳子等。

(2)传播特点①传播振动形式、能量和信息。

②质点不随波迁移。

③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。

2．机械波的分类分类质点振动方向和波的传播方向的关系形状举例横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等3.波速、波长和频率(周期)的关系(1)波长λ：在波动中振动情况总是相同的两个相邻质点间的距离。

(2)频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率。

(3)波速v、波长λ和频率f、周期T的关系：公式：v＝λT＝λf。

机械波的波速大小由介质本身的性质决定，与机械波的频率无关。

横波的图像1.坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。

如图。

2．物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。

波的特有现象1．波的叠加观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。

2．波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向前传播多普勒效应1．定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感受到波的频率发生变化的现象。

2．实质：波源频率不变，观察者接收到的频率发生变化。

3．规律(1)波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；(2)波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。

(3)波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。

考点一波的传播与图像1．波的传播过程中的特点(1)振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v＝λT ＝λf。

机械波的形成和传播

①当点波源完成自己一个周期的运动，就有一个完整的波形发送出去。 ② 沿着波的传播方向向前看去，前面各质元都要重复波源（已知点振动亦可）的振动状态（即位相），因此，沿着波的传播方向向前看去，前面质元的振动位相相继落后于波源的位相。
③ 所谓波形：是指介质中各质元在某确定时刻，各自偏离自己平衡位置位移的矢端曲线──简谐横波可用余弦函数描述。
1、波长同一波线上振动位相差为2π的相邻的两质点间的距离。或某个振动状态在一个周期内传播的距离为波长。
λ
λ
2、波动周期、频率波动周期T：一个完整波形通过波线上某固定点所需的时间。或者说，波传播一个波长所需的时间。
在波源相对于介质为静止时，波动周期等于波源振动周期。
波动频率：单位时间内通过介质中某一点完整波的个数
4
三、波场波线波面
波面波前
波线
(a) 点波源
1、波所传播到的空间叫波场。 2、波的传播方向称波线。 3、振动传播时相位相同的点所组成的面称波面，
最前面的一个波面称波阵面（或波前）。
在各向同性介质中，波线恒与波面垂直。
波线
(b) 球面波波面
波前
(c) 平面波
5
四、描述波动的三个重要参量
t =T/2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
56 789
t =3T/4
4
10 11 12 13 14 15 16
3 12
t =T 1
8
9
10 11 12
7
13 14 15 16
2
3
6 45
2
1
2
t =5T/4
3 4

高二物理波的形成和传播试题

高二物理波的形成和传播试题1.关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是()A．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波B．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得迟一些C．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些D．一旦波源振动起来，介质中的各个质点也就立刻振动起来【答案】A、C【解析】机械波形成的条件是有波源和介质，两者缺一，则形不成机械波；机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点，故离波源近的质点振动的早一些，分析知A、C正确。

思路分析：机械波形成的条件是有波源和介质，两者缺一不可；机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点，故离波源近的质点振动的早一些，试题点评：本题考查机械波的形成和传播，注意机械波形成的条件是有波源和介质，两者缺一不可2.关于机械波的几种说法，正确的是()A．机械波是介质随着波一起迁移的运动B．机械波是机械振动在介质中的传播C．机械波不能传递能量D．机械波是介质中质点匀速直线运动速度的传递【答案】B【解析】机械波传播的是波源的振动形式，传播能量和信息，传播过程中介质中各质点只在各自的平衡位置附近做往复运动，是变速运动，不随波迁移，故只有B项正确。

思路分析：机械波的传播离不开介质，传播过程中介质中各质点只在各自的平衡位置附近做往复运动，做变速运动试题点评：机械波的传播需要介质，并且过程中介质不随波的传播而迁移只在各自的平衡位置附近做往复运动，3.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播【答案】AB【解析】由于质点的振动，形成了波，而波将振动的能量传递出去，A正确，振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象，B正确，波的传播速度为向外传递的速度与质点振动的速度不同，C错误，波源停止振动时，波需要等一会才停止传播，因为其他位置的质点还在振动，D错误。

教科版高中物理选择性必修第一册第三章机械波1机械波的形成和传播练习含答案

第三章机械波1机械波的形成和传播基础过关练题组一机械波的形成和传播1.(2022四川成都外国语学校期中)机械波在介质中传播时,下列说法错误的是()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,波传播过程中,各质点均做受迫振动C.后一质点的振动必定落后于前一质点D.各质点随波的传播而迁移2.(2023四川攀枝花期中)关于机械波,下列说法正确的是()A.波的传播过程就是介质中质点的迁移过程B.波的传播过程就是振动能量的传递过程C.波的传播方向就是质点振动的方向D.波的传播速度就是质点振动的速度题组二横波和纵波3.(2023山东聊城颐中外国语学校期中)关于横波和纵波,下列说法正确的是()A.对于横波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反B.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同C.波沿水平方向传播,质点在竖直方向上下振动,这类波是横波D.形成纵波的质点,随波一起迁移4.(2022四川广安代市中学月考)地震波中的横波和纵波的传播速率分别约为4 km/s和9 km/s。

一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)。

假设震源在地震仪下方,观察到两振子相差5 s开始振动,则()A.P先开始振动,震源距地震仪约36 kmB.P先开始振动,震源距地震仪约25 kmC.H先开始振动,震源距地震仪约36 kmD.H先开始振动,震源距地震仪约25 km题组三“带动法”分析质点的振动情况5.(多选题)一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状,不考虑能量损耗,对此时绳上A、B、C、D、E、F 6个质点,下列说法正确的是()A.它们的振幅相同B.其中D和F的速度方向相同C.其中A和C的加速度方向相同D.从此时起,B比C先回到平衡位置6.(经典题)如图是某绳波形成过程的示意图,质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动2、3、4、…各质点依次上下振动,把振动从时质点1到绳的左端传到右端。

1. 机械波的形成和传播-教科版选修3-4教案

1. 机械波的形成和传播-教科版选修3-4教案一、课堂目标1.理解机械波的定义和特征，掌握机械波的形成和传播规律；2.了解常见的机械波类型，如横波和纵波；3.掌握波的图像表示方法，如波的实物图和波形图；4.能够根据实验数据分析机械波的特性。

二、教学重点1.机械波的形成和传播规律；2.横波和纵波的特征和区别；3.波的图像表示方法。

三、教学难点1.如何准确分析机械波的特性；2.如何区分不同类型的机械波；3.如何绘制波的图像表示方法。

四、教学方法1.课堂讲授；2.案例分析；3.实验演示。

五、教学内容1. 机械波的定义和特征机械波是指以弹性介质为媒介的波动，在传播过程中介质内质点做的振动是被逐渐传递的，而介质本身并没有向远处传递。

机械波的有一系列特征，如振幅、波长、周期、频率等，它们都是衡量机械波的重要指标。

2. 机械波的形成和传播规律机械波的形成和传播符合一定规律，如波的叠加原理、波的反射、波的折射等。

课堂上将通过实例演示和案例分析，让学生更好地理解这些规律，并掌握其应用方法。

3. 横波和纵波的特征和区别横波和纵波是机械波的两种基本类型，它们在传播过程中的介质颗粒振动方向不同。

横波的传播方向垂直于颗粒振动方向，而纵波的传播方向和颗粒振动方向相同。

学生需要深刻理解横波和纵波的特征和区别，以便更好地应用于实际问题中。

4. 波的图像表示方法波的图像表示方法有很多种，如波的实物图、波形图等。

这些图像方式能够帮助学生更好地理解波的特性，并能够进行波的分析和计算。

5. 实验演示实验演示是本次课堂的重要内容，通过实验数据学生能够更好地理解机械波的特性，并能够深入思考实验现象背后的物理原理，同时也能够培养学生实验能力和动手能力。

六、教学实施1.课前准备：教师准备实验设备（如弹簧振子）、课件资料等；2.课堂教学：教师进行课堂讲授、案例分析和实验演示，并进行相关实验操作，引导学生对机械波的认识和理解；3.课后作业：要求学生进行波的计算练习，巩固所学知识。

机械波的形成和传播

绳一端振动，带动绳上相邻部分振动，依次逐渐引起整个绳振动.
(2)红色标记有没有随波迁移？没有,红色标记只在竖直方向上下振动.
(3)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？不会
设想把绳分成许多小部分
每一小部分可以看成质点，质点与质点之间有相互作用力。
(1)可以将绳分成许多小部分，每一部分看做一个质点. (2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置. (3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的那个质点称为波源. (4)由于绳中各质点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，周围质点又依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播.
1.机械波的形成和传播
无处不在的波
声波
水波
弹簧纵波
绳波
地震波
光波
电磁波
如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动.
(1) 绳像波浪般翻卷 . 这是波在绳上传播的结果,猜猜绳波是如何形成的吗？
(3)丙图：t＝T时,质点8 、12正在向下振动 ,质点16正在向上振动。
波动过程中各质点的运动规律可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点. (2)后振动的质点重复前面质点的振动. (3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点. 概括起来就是“带动、重复、落后”.
例:(多选) 下列关于机械波的说法中，正确的是( BC)
(1)t＝0.5T时，质点8、12、16的运动状态如何？ (2)t＝0.75T时，质点8、12、16的运动状态如何？ (2)t＝T时，质点8、12、16的运动状态如何？

大学物理授课教案第十三篇机械波

第十三章机械波§13-1 机械波的产生和传播一、常见机械波现象 1、水面波。

把一块石头投在静止的水面上，可见到石头落水处水发生振动，此处振动引起附近水的振动，附近水的振动又引起更远处水的振动，这样水的振动就从石头落点处向外传播开了，形成了水面波。

2、绳波。

绳的一端固定，另一端用手拉紧并使之上下振动，这端的振动引起邻近点振动，邻近点的振动又引起更远点的振动，这样振动就由绳的一端向另一端传播，形成了绳波。

3、声波。

当音叉振动时，它的振动引起附近空气的振动，附近空气的振动又引起更远处空气的振动，这样振动就在空气中传播，形成了声波。

二、机械波产生的条件两个条件 1、波源。

如上述水面波波源是石头落水处的水；绳波波源是手拉绳的振动端；声波波源是音叉。

2、传播介质。

如：水面波的传播介质是水；绳波的传播介质是绳；声波的传播介质是空气。

说明：波动不是物质的传播而是振动状态的传播。

三、横波与纵波1、横波：振动方向与波动传播方向垂直。

如绳波。

2、纵波：(1)气体、液体内只能传播纵波，而固体内既能传播纵波又能传播横波。

(2)水面波是一种复杂的波，使振动质点回复到平衡位置的力不是一般弹性力，而是重力和表面张力。

⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧(3）一般复杂的波可以分解成横波和纵波一起研究。

四、关于波动的几个概念1、波线：沿波传播方向带箭头的线。

2、同相面（波面）：振动位相相同点连成的曲面。

同一时刻，同相面有任意多个。

3、波阵面（或波前）：某一时刻，波源最初振动状态传播到的各点连成的面称为波阵面或波前，显然它是同相面的一个特例，它是离波源最远的那个同相面，任一时刻只有一个波阵面。

（或：传播在最前面的那个同相面）4、平面波与球面波(1)平面波：波阵面为平面。

(2)球面波：波阵面为球面。

图13-1*：在各向同性的介质中波线与波阵面垂直。

§13-2 波长、波的周期和频率波速波长、波的周期、波的频率、波速是波动过程中的重要物理量，分述如下：一、波长λ波长λ:同一波线上位相差为π2的二质点间的距离（即一完整波的长度）。

高中物理教案：机械波的产生和传播

高中物理教案：机械波的产生和传播一、引言机械波的产生和传播是高中物理教学中的重要内容之一。

通过学习机械波的基本特征、产生原因和传播规律，不仅可以加深学生对物理现象的理解，还能培养他们观察、实验和分析问题的能力。

本文将探讨机械波的产生和传播过程，并提供相应教案。

二、机械波的产生1. 机械波的定义和特征a. 机械波是指由质点振动引起周围介质中物理量的连续传递。

b. 机械波有振幅、频率、周期等基本特征。

2. 机械波的形成条件a. 振源：通过周期性振动或冲击运动使介质发生变形。

b. 弹性介质：有弹簧性或柔软可变形。

3. 产生常见机械波单元a. 弹性体波单元：例如弦上的驻立波。

i. 相速度对称法进行介绍和推导。

ii. 实验掌握弦上驻立波谐振模式节点与反节点位置规律。

b. 气体波单元：例如空气中的声波。

i. 音叉实验来说明机械波在气体中的传播特点。

三、机械波的传播1. 机械波传播的两种形式a. 纵波：质点振动方向与能量传递方向相同，例如弹簧上的纵波。

i. 弹簧模型演示纵波产生和传播过程。

b. 横波：质点振动方向与能量传递方向垂直，例如水面上的横波。

i. 实验通过水面扬升法进行观察和分析。

2. 机械波的速度和周期a. 速度公式推导：v = λfb. 声速测量实验来理解速度、频率和波长之间的关系。

3. 机械波单元间干涉与叠加a. 干涉、叠加基本概念介绍。

b. 条件反射法进行光在薄膜上干涉模拟实验。

c. Irwin Hall实验：通过使用多个音源演示声音的干涉现象。

四、教案指导1. 教学目标：a. 了解机械波的产生原因和基本特征。

b. 掌握机械波传播规律，能够计算速度、频率和波长之间的关系。

c. 能够观察和分析机械波单元的干涉和叠加现象。

2. 教学内容：a. 概念讲解：介绍机械波的定义、特征、产生条件等。

b. 实验演示：通过具体实验来观察机械波单元的产生和传播过程。

c. 计算练习：引导学生根据公式计算速度、频率和波长等相关参数。

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∆=∆。

机械波的形成和传播课件

弹性介质是能够传播机械振动的介质，是由弹性力作用的连续介质。
比如，气体、液体或固体。
弹性介质中一个质元的振动，由于弹性力的作用将引起邻近质元的振动，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。
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。）
2.1 机械波的产生和传播
高二、3班
波动是振动的传播过程。振动是激发波动的波源。机械波机械振动在弹性介质中的传播。
波动电磁波交变电磁场在空间的传播。两类波的不同之处
机械波的传播需有传播振动的介质; 电磁波的传播可不需介质。
两类波的共同特征
能量传播反射折射干涉衍射
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( )
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
y
v
a b x
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
介质中每一质点开始振动的方向和波源开始振动的方向相同
4.区分横波和纵波是根据（
）
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
右图所示为一列横波的波形图象，传播方向向左．a、b两质点中先回到平衡位置的是（）点，a质点的加速度方向向（），b O 质点的加速度方向向（），a质点的加速度和b质点加速度哪个大：（）大．

机械波的形成和传播

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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。
例题2:下列说法不正确的有（ A、C ） 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 D.一切机械波的传播均需要介质
例题3：区分横波和纵波的依据是（ C ） A.质点沿水平方向还是竖直方向振动 B.波沿水平方向还是竖直方向传播 C.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上 D.波传播距离的远近
（1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期．
（2）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动（3）波动是振动形式（信息）的传播过程．
五、例题讲解
例题1：日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？
解析：不能．向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去．但是，实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动．
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5.机械波在同种介质中是匀速传播的。 6.振源振动一个周期，波向前传一个完整波形。 7.振源停止振动，波可以继续向前传播。
三、什么是机械波？（机械波的定义）
机械振动在介质中的传播称为机械波。波峰
波的模拟
波谷
横波
四、分类
纵波
密部

高中物理机械波知识点归纳

高中物理机械波知识点归纳一、机械波的形成和传播1.机械波●定义：机械振动在介质中的传播，形成机械波●产生条件：振源和介质提示：（1）介质是能够传播机械振动的物质，其状态可以是固、液、气中的任意一种（2）波的传播方向为振动传播的方向2.机械波的形成：介质中相邻质点之间有相互作用力，当振源质点振动时，它就会带动相邻的质点振动，这样会使各个质点都重复振源质点的运动从而振动起来，这样振源的机械振动就在介质中由近及远地传播开来；但是在振动过程中，各个质点的振动步调并不一致，后面质点的振动总是要比前面质点的振动情况滞后一段时间。

这样，在同一时刻，介质中的各个质点离开平衡位置的位移是不同的，从而形成凸凹相间（疏密相间）的波形。

3.机械波的传播特点(1)机械波传播的是振动形式和能量．质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波定向迁移．(2)介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向与振源开始振动的方向相同，即各质点的振动方式与振源的振动方式完全一致．即各质点的起振方向相同．(3)离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.（4）一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零．提示：波传播的是振动形式和能量而质点不随波迁移二、横波与纵波：区分两者应从振动方向与波的传播方向的关系进行(1)横波：质点振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫横波．横波有凸部(波峰)和凹部(波谷)．抖动绳子一端而在绳子上所形成的波就是横波，水表面的波可以近似看做横波．(2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波．纵波有密部和疏部．声波是最常见的纵波，地震所产生的波既有横波又有纵波．提示：绳波是横波、声波是纵波、地震波既有横波也有纵波三、简谐波：不管是横波还是纵波，如果传播的振动是简谐运动，这种波就是简谐波四、波长1.定义：沿波的传播方向，任意两个相邻的同相振动的质点之间的距离（包含一个“完整的波”），叫做波长，常用表示提示：“同相振动”的含义是“任何时刻相位都是相同的”或者说“任何时刻振动情况总是相同的”2.关于波长的几种说法（1）两个相邻的、在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离等于波长（2）在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻的密部（疏部）中心之间的距离等于波长（3）波长反映了波在空间上的周期性五.振幅1、定义：在波动中，各质点离开平衡位置的最大距离，即其振动的振幅，也称为波的振幅，一般用A表示2、物理意义：波的振幅大小是波所传播的能量的直接量度六.频率1、定义：波在传播过程中，介质中质点的频率都相同，这个频率被称为波的频率，用f表示2、频率与周期的关系：七、波速1、定义：波在介质中传播的速度；它等于波在介质中传播的距离与所用时间的比值2、公式：3、波长、波速、周期（频率）之间的关系：八、横波的图像波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图所示．图象的应用：(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移．(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小．(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向．九、振动图像与波动图像的比较十、波的叠加原理1、波的独立传播原理：几列波相遇后能够保持各自的运动状态继续传播，这一原理叫做波的独立传播原理2、波的叠加原理：在几列传播的重叠区域内，质点要同时参与几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和，这就是波的叠加原理十一、波的干涉现象1、波的干涉：频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域互相间隔、位移保持不变，这种稳定的叠加现象（图样）叫做波的干涉2、两列波干涉的条件：频率相同十二、波的衍射现象1、波的衍射：波能够绕到障碍物后面传播的现象，叫做波的衍射2、产生明显衍射现象的条件：障碍物（或孔）的尺寸与波长相差不多或者比波长小十三、多普勒效应1．多普勒效应：当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应．2．接收到的频率的变化情况：当波源与观察者相向运动时，观察者接收到的频率变大；当波源与观察者背向运动时，观察者接收到的频率变小．。