机械波的形成和传播PPT课件

一、几个概念：
1、波源：引起波动的振动质点（物体） 叫波源也称振源（机械振动）。
2、介质: 就是传播机械振动的媒介物。 （水、绳子、空气---固、液、 气）
3、产生机械波的条件：
〈1〉要有波源 〈2〉要有介质
两者缺一不可
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4、 机械波： 机械振动在介质中的传播 过程。
注意：有机械波一定有波源（机械 振动），有波源（机械振动）不一 定有机械波
第1排，1到18各小点代表绳上的一排质点，质 点间有弹力联系． t=0时，所有质点在没有外 来扰动前都处在各自的平衡位置；其中第一个 质点由于受到外力（波源）的作用，在波源的 带动下将开始沿竖直方向做受迫振动(即将沿竖 直向上起振)．设振动周期为Ｔ．
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第2排t＝T/4时：表示T/4时刻各质点的位置.这时 质点1在波源的带动下已达到最大位移,即将向下 运动;质点2在质点1的带动下做受迫振动,振动较 质点1落后一些,仍向上运动;质点3在质点2的带 动下做受迫振动,振动较质点2落后一些,但仍向 上运动;此时振动刚好传播到质点4,质点4在质点 3的带动下做受迫振动即将向上运动(即将沿竖直 向上起振).
又如:把一根长弹簧的一端固定,在另一端用手 轻轻地向右一推,就使手推的这部分弹簧向右运 动而压缩邻近的弹簧,使弹簧圈变密;当向左拉 一下弹簧时,手拉的这部分弹簧圈向左运动,从 而拉动它邻近的弹簧圈,使弹簧圈又变疏.如果 不断地推拉弹簧,就会看到一系列密集部分和稀 疏部分相互间隔地依次沿弹簧向前传播,弹簧圈 的振动方向跟波的传播方向在一条直线上,形成 的也是纵波
(2)、当受到外来扰动时，某一质点将首先离开 它的平衡位置开始振动起来(开始振动的这一质 点称为波源)．
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(3)、由于质点间存在相互作用力，波源质点对 它邻近质点的作用力使其离开平衡位置开始振 动，而邻近质点对波源质点的作用力使波源质 点回到平衡位置．因此，各质点间的相互作用 力是它们振动的回复力．
例如:把一根长绳的一端拿住并沿竖直方向上下 抖动时,形成的绳波沿绳的水平方向在绳上传播, 而绳中各质点在竖直方向上振动,形成横渡．
例如：音叉振动时，它的叉股向左侧振动，压 缩邻近的空气，使这部分空气向左振动而挤压 左侧空气，使其变密，叉股向右侧振动时，左 侧空气随之向右振动，而使左侧邻近空气变疏 (右侧空气也同样)．就这样，介质空气在水平 方向左右振动(只研究同一直线上的波)，使疏 密相间的状态沿同一直线向外传播形成声 波．因此，声波中质点的振动方向和波的传播 方向在同一直线上，是纵波．
二、机械波的形成和传播：
1、介质模型： 把介质看成是由无数个质点弹性连接而成 （质点间存在相互作用力）。
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2、机械波的形成和传播：
演示实验1： 演示实验2： 演示实验3：
解析：由于相邻质点间有弹力的作用，当介质中 某一质点发生振动时，就会带动周围的质点振 动起来，从而使振动向远处传播．
具体解析：
思考讨论：在上面叙述的情景中，若水面上存 在漂浮的一片树叶，则树叶将向哪里漂动？
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拨动琴弦，弦的振动在周围的介质中形成 声波；
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固定较长细绳的一端，用手握住另一 端做连续上下振动，你会看到绳上形成一列 波----一端上下抖动，就 会看到凹凸相间的波纹向绳（丝带）的另一 端传播出去，这样就形成了绳波。
率)相同,且与波源的振 离波源越远,质点的振
动周期(频率)相同.
动越滞后.
5、各质点只在各自的 6、机械波是构成介质 平衡位置附近振动,并 的无数质点的一种共 不“随波逐流”、沿 同运动形式。 波迁移(例子)。
7、实质：机械波向前传播的是振动的形式与能
量(波是传播能量、运动形式、传递信息的一种
方式)。
四、波的种类： 根据波的传播方向和质点的
1、横波：
振动方向分类
(1)定义: 质点的振动方向跟波的传播 方向垂直的波.
(2)波形特点: 凸凹相间的波形,又叫起
伏波,有波峰和波谷。
2、纵波：
(1)定义:
质点的振动方向跟波的传播 方向在同一直线上的波.
(2)波形特点:
疏密相间的波形,又叫疏密波,有密部和疏部。
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五星红旗迎风飘扬，波在五星红旗上传播
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水平弹簧振子做简谐运动，并在弹簧上产生 一列疏密相间的波沿弹簧传播开去。
远处的地震激起的地震波(地震横波、 纵波)由震源区沿地面向四周传开，会引起地 面的振动．
以上所列的水波、声波、地震波、绳波都 是机械波，光波、无线电波都是电磁波等都是 我们接触到的一种广泛存在的运动形式——波 动． 机械波是怎么形成和传播的呢？
第3排t=T/2时:表示T/2时刻各质点的位置.这时 质点1又回到平衡位置,并将向下运动;质点4刚 好达到向上的最大位移处,即将向下运动;此时振 动传播到质点7,质点7即.将竖直向上起振.
依次类推,第4、5、6排分别表示3T/4、T、 5T/4时刻各质点的位置。
(1)、传播水波的水、传播绳波的绳、传播声 波的空气是由许多存在相互作用的小部分(可 视为质点)组成．在没有外来振动影响时，它 们静止在各自的位置——平衡位置．高中只研 究直线波的形成，平衡位置在同一直线上
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一、复习引入.
1、什么是机械振动和简谐运动？
答:物体(或物体的一部分)在平衡位置(中心位置)附 近所做的往复运动,叫做机械振动;物体在跟位移大小 成正比,并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动, 叫简谐运动。
2.简谐运动图象的物理意义是什么?
答:表示振动物体离开平衡位置的位移与时间的函 数关系,即表示振动物体离开平衡位置的位移随时 间变化的规律,即表示某振动物体在各个时刻相对 平衡位置的位移。简谐运动图象也叫振动图象（ x——t图象）。
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3.单摆的回复力的公式?周期公式?
F回=-mgsinθ T 2 l
g
机械振动是描述单个质点的运动形式。 如果,做简谐运动的质点与周围的质点有相互 作用,那么它的振动对周围质点有什么影响呢?
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向平静的水面扔一块石头，水面上会荡起 圈圈涟漪，以石头落水处为中心，起伏的波纹 向四周围延展，形成水波；
(4)、波源邻近质点的振动又带动它邻近质点的 振动，这样依次带动下去，后一个质点总比前 一个质点迟一些开始振动，于是振动逐渐由近 及远的传播开去，从整体上看就形成凸凹（疏 密）相间的(机械)波．
带动性、模仿性、滞后性
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三、机械波的特点：
1、各质点都做受迫振动 2、各质点振幅相同
3、各质点振动周期(频 4、各质点振动不同步,