机械波的形成和传播
机械波的形成和传播 高二物理
一、波的形成及特点
1.波的形成(以绳波为例) (1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连 的质点， 这些质点之间存在着弹性力的作用. (2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动.这个 质点又带动更远一些的质点…绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面 的质点总比前面的质点 迟 一些开始振动.
针对训练2 如图所示，一列绳波沿着绳由左向右传播，A是波源，t时 刻，波刚传到B点.下列说法正确的是 A.质点C在t时刻的振动方向向下 B.质点D的起振方向与A相反 C.质点B在t时刻的振动方向向下
√D.波源A开始振动时振动方向向上
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1.(波的形成)如图所示为某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上
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3.(横波和纵波)关于横波和纵波，下列说法正确的是 A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫纵波 B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫横波 C.横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
√D.地震波是横波，声波是纵波
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解析 质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，A错误； 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，B错误； 横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，C正确； 地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，D错误.
C.t＝34T时质点 11 的运动方向向下 D.t＝T 时质点 17 开始向下运动
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2.(波的特点)关于波的形成和特点，下列说法正确的是 A.随着波的传播，介质中各质点都在沿波的传播方向运动 B.随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
√C.传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力
答案 见解析图
解析 由波的传播特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点 振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复，比较沿波传播方向上相 邻的两质点，可知后面质点的振动总是滞后于前面的质点.题图中质点c 和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向可言. 若以此时最大位移处的c点为参考点，由波的传播方向和传播的特点可 知，d点相对于c点为后面的质点，d点的振动滞后于c，要追随c运动到 负的最大位移处，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度方向都向下； b的振动超前，已从负的最大位移处回振，所以速度方向向上； a超前b，已回到平衡位置，速度最大也向上； 同理以g点为参考点，可知h点速度方向向上，如图所示.
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。
高中物理选修-电磁波知识点总结
高中物理选修3-4电磁波知识点总结第二章第一节机械波的形成和传播1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点.(2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播.2.介质能够传播振动的物质.3.机械波(1)定义：机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远，质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_.③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_.④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移.⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__.1.波的分类按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波 .2.横波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波.(2)标识性物理量①波峰：凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处)②波谷：凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处)3.纵波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波.(2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分.②疏部：介质中质点分布稀疏的部分.4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波.波动过程中介质中各质点的运动规律（1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近震动，并不随波迁移。
（2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。
（3）“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，即离波源近的质点振动开始越早，离波源越远的质点振动开始越晚。
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。
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2020/9/30
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二、机械波的分类及其特点
思考：地震波是横波还是纵波？
地震波既有横波又有纵波
二、机械波的分类及其特点
思考：水波是横波还是纵波？
水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波
本节课学习的内容：
认识波 波是如何形成的
波的特点 波的分类
思考：振动与波动的区别和联系？
1．区别 振动是一个质点的往复运动，而波动是介质
第二章 机械波
第一节 机械波的形成和传播
一生、活机中械的波机的械形波成与传播
机械振动在介质中的传播形成机械波
请点击手
机械波产生的条件： 振源（波源）
介质
即引起初始振动的装置
即能够传播振动的物质
注：有振动不一定存在波，有波一定存在振动
固、液、气
一、机械波的形成与传播
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
5.波在传递振动形式的同时，也传递能量和信息。
二、机械波的分类及其特点 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。 横波的特点： 波峰 波谷
绳 波
纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。
纵波的特点： 疏部 密部
弹 簧 波
二、机械波的分类及其特点
思考：声波是横波还是纵波？
声波是纵波
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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
<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
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
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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
机械波的形成和传播
（4）波向前传播的是振动形式、能量和信息. （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.
二、横波与纵波
按介质中质点的振动方向和波的传播方向 的关系不同，常将波分为横波和纵波. 观察思考 1.观察横波演示器所演示的横波的发生情 况[图2-1-4（a）].记下你的观察结果.
若介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直，这种 波称为横波.例如在绳上传播的波就是横波（图2-1-5）.
从横波演示实验中可知横波是一个凹凸相间的波，凸 起来的最高处叫波峰，凹下去的最低处叫波谷.个具有波峰和波谷的
完整波形.由于相邻质点不断地连续上、下振动，波峰和波 谷的形状不断向前推进.
例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
一、机械波的形成和传播
活动 如图2-1-2所示， 准备一根长约10m的 软绳并放置在水平面 上，将绳上的两点涂 上不同颜色的标记. 固定一端，用手握住 绳的另一端，拉直软 绳.
1.如果手不做左右振动，绳子处于什么状态？ 2.手向左抖动一次和向右抖动一次，你看到什么现象？ 3.手连续左右抖动，你看到了什么现象？画出在某一 时刻软绳形状的草图. 4.软绳一端的振动是怎样传到绳的另一端的？绳上有 标记的两点怎样运动？随波前进吗？
质点分布稀疏的部分叫做疏部.这种质点分布的疏
密状态随着时间而沿波的前进方向传播出去.
不管是横波还是纵波，如果传播的振动是简谐
运动，这种波就叫做简谐波.
横波和纵波 1.横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，其 中凸起部分的最高点叫波峰，凹下部分的最低点叫波谷.
高中物理选修电磁波知识点总结
第二章第一节机械波的形成和传播1.机械波的形成和传播以绳波为例1绳上的各小段可以看做质点.2由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着,先运动的质点带动后一个质点的运动,依次传递,使振动状态在绳上传播.2.介质能够传播振动的物质.3.机械波1定义：机械振动在介质中的传播.2产生的条件①要有引起初始振动的装置,即波源.②要有传播振动的_介质_.3机械波的特点①前面质点带动后面质点的振动,后面质点重复前面质点的振动,并且离波源越远,质点的振动越_滞后_.②各质点振动周期都与波源振动_相同_.③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_.④波传播的是振动这种形式,而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动,并不随波迁移.⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时,也在传递能量,而且可以传递信息__.1.波的分类按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同,常将波分为横波和纵波.2.横波1定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波.2标识性物理量①波峰：凸起来的最高处.质点振动位移正向最大处②波谷：凹下去的最低处.质点振动位移负向最大处3.纵波1定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波.2标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分.②疏部：介质中质点分布稀疏的部分.4.简谐波如果传播的振动是简谐运动,这种波叫做简谐波.波动过程中介质中各质点的运动规律1质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量,质点只在各自的平衡位置附近震动,并不随波迁移;2“相同性”：介质中各质点均做受迫振动,各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同,而且各质点开始振动的方向也相同,即各质点的起振方向相同;3“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动,即离波源近的质点振动开始越早,离波源越远的质点振动开始越晚;波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同,其运动特点可用三句话来描述：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”.已知波的传播方向,可以判断各质点的振动方向,反之亦然.判断方法一：带动法由波的形成原理可知,后振动的质点总是重复先振动质点的运动,若已知波的传播方向而判断质点振动方向时,可在波源一侧找与该质点距离较近的前一质点,如果前一质点在该质点下方,则该质点将向下运动力求重复前面质点的运动,否则该质点向上运动.判断方法二：上下坡法如图5所示,沿波的传播方向,“上坡”的质点向下振动,如A、D、E；“下坡”的质点向上振动,如B、C、F、G、H.判断方法三：同侧法如图6所示,波形图上表示传播方向和振动方向的箭头在图像同侧.第二节波速与波长、频率的关系1.波长1定义：沿波的传播方向,任意两个相邻的同相振动也称振动步调完全一致的质点之间的距离包含一个“完整的波”,叫做波的波长,常用λ表示.2横波中任意两个相邻的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长.纵波中任意两个相邻的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长.2.振幅1定义：在波动中,各质点离开平衡位置的最大位移,即其振动的振幅,也称为波的振幅.2波的振幅大小是波所传播能量大小的直接量度.3.频率1定义：波在传播过程中,介质中质点振动的频率都相同,这个频率被称为波的频率.2波的频率等于波源振动的频率,与介质的种类无关.__或f·T＝1.3频率与周期的关系：f＝_1T1.波速：机械波在介质中的传播速度.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,但对其他形式的波电磁波、光波也成立2.波速的决定因素：由介质本身的性质决定.__或v＝λf.3.波速、波长、周期频率的关系：v＝_λT4.波长、频率和波速的决定因素1波速由介质决定,与波的频率、波长无关.2周期和频率取决于波源,而与v、λ无直接关系.3波长由波速和频率共同决定.波从一种介质传播到另一种介质,波的频率不变,由于波速的变化,波长也将随之变化.11和9、2和10、3和11……每两个点的振动是完全相同的,只是后一质点比前一质点晚振动一个周期.21和9、2和10、3和11……每两个点到平衡位置的距离是相等如图2所示为一列向右传播的机械波,当波源1开始振动一个周期时,质点9刚好要开始振动.再过一个周期,波将传播到17质点第三节1.波形图若以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的位移,规定位移的方向向上为正值,向下为负值,则在xOy坐标平面上,描出该时刻各质点的位置x,y,用平滑曲线将各点连接起来,就得到这一时刻横波的图像.波的图像有时也称为波形图,简称波形.2.正弦波：波形图是正弦曲线的波,又称为正弦波.3.图像的物理意义直观地表明了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的_位置波的图像和振动图像的比较一、波的图像的理解和应用由波的图像可获取的信息1.直接读出波长.若已知波速,可计算出周期、频率.或已知周期、频率可计算出波速.2.直接读出该时刻各质点的位移,间接判断回复力、加速度情况.3.介质中各质点的振幅.4.已知波的传播方向,可知质点的振动方向；已知质点的振动方向,可知波的传播方向.二、波的图像的画法1.特殊点法先找出两点平衡位置、波峰或波谷等特殊点并确定其运动方向,然后确定经Δt时间后这两点所达到的位置,最后按正弦规律画出新的波形.n＝1,2,3……的情况.该法适用于Δt＝n TT2.波形平移法在已知波的传播速度的情况下,由Δx＝vΔt可得经Δt时间后波向前移动的距离Δx,把图像沿传播方向平移Δx即得到相对应的图像.三、波的图像与振动图像的比较1.波的图像描述的是介质中的“各质点”在“某一时刻”离开平衡位置的位移；而振动图像描述的是“一个质点”在“各个时刻”离开平衡位置的位移.2.横、纵坐标所表示的物理量：波的图像中的横坐标x表示介质中各个振动质点的平衡位置,纵坐标y表示各个振动质点在某时刻的位移；振动图像的横坐标t表示一个振动质点振动的时间,纵坐标y表示这个质点振动时各个不同时刻的位移.四、波的多解问题1.波具有时间和空间的周期性,传播具有双向性,所以关于波的问题更容易出现多解.造成多解的主要因素有：1时间间隔Δt与周期T的关系不明确；2波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确；3波的传播方向不确定.2.在解决波的问题时,对题设条件模糊、没有明确说明的物理量,一定设法考虑其所有的可能性：1质点达到最大位移处,则有正向和负向最大位移两种可能；2质点由平衡位置开始振动,则有起振方向相反的两种可能；3只告诉波速不指明波的传播方向,应考虑沿两个方向传播的可能；4只给出两时刻的波形,则有多次重复出现的可能.第四节惠更斯原理波的反射和折射2.波的折射1定义：波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波传播的方向发生偏折的现象叫做波的折射.2折射定律波在介质中发生折射时,入射线、法线、折射线即折射波线在_同一平面内内,入射线与折射线分别位于法线两侧,入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的传播速度跟波在第二种介质中的_传播速度_之比.对给定的两种介质,该比值为常数.3结论①当v1＞v2时,i＞r,折射线偏向法线.②当v1＜v2时,i＜r,折射线偏离法线.③当垂直界面入射i＝0时,r＝0,传播方向不变,是折射中的特殊情况.特别提醒1频率f由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等,即与波源的振动频率相同.2波速v由介质决定,故反射波与入射波在同一介质中传播,波速不变,折射波与入射波在不同种介质中传播,波速变化.3据v＝λf知,波长λ与波速和频率有关,反射波与入射波,频率相同,波速相同,故波长相同,折射波与入射波在不同介质中传播,频率相同,波速不同,故波长不同.1.回声测距1当声源不动时,声波遇到了静止的障碍物会返回来继续传播,反射波与入射波在同一介质中传播速度相同,因此,入射波和反射波在传播距离一样的情况下,用的时间相等,设经过时间t听到回声,则声源距障碍物的距离为s＝v声.2当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时,声源发声时障碍物到声源的距离为s＝v声＋v.3当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离声源时,声源发声时障碍物到声源的距离为s＝v声－v.2.超声波定位蝙蝠能发出超声波,超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来,蝙蝠就依据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或目标位置,从而确定飞行方向.另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位和测速的.第五节第六节波的干涉衍射多普勒效应1.波的叠加原理在几列波传播的重叠区域内,质点要同时参与由几列波引起的振动,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.2.理解1如果介质中某些质点处于两列波波峰与波峰、波谷与波谷相遇处,则振动加强填“加强”或“减弱”,合振幅将增大填“增大”“不变”或“减小”.2如果质点处于波峰与波谷相遇处,则振动减弱填“加强”或“减弱”,合振幅减小填“增大”“不变”或“减小”.1.波的干涉：频率的两列波叠加,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、位置不变.这种稳定的叠加现象图样叫做波的干涉.2.产生干涉的一个必要条件是两列波的频率必须相同.3.波的干涉现象是在特殊条件下波的叠加.一切波只要满足一定条件都能发生干涉现象.能发生干涉现象的两个波源称为相干波源4.加强点区和减弱点区1加强点：质点振动的振幅等于两列波的振幅之和,A＝_A1+A2_.2减弱点：质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,A＝_|TT−TT_|_,若两列波振幅相同,质点振动的合振幅就等于零.5.干涉图样及其特征1干涉图样：如图2所示.2特征①加强区始终加强,减弱区始终减弱加强区与减弱区不随时间变化.②振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率振动,其振幅不变若是振动减弱点,振幅小,但其位移随时间发生变化.③加强区与减弱区互相间隔且位置固定不变.对干涉理解干涉图样的特点：1两列频率相同的波叠加,振动加强点始终加强,振动减弱点始终减弱;2振动加强点和振动减弱点是间隔出现的;3振动加强点是指振幅较大的点,振幅为两列波振幅之和,振动幅度大,但是位移可以为0,振动减弱点振幅为两列波振幅之差,振动幅度小,若两列波振幅相同振动减弱点振幅为0,则保持静止不动;4干涉图样中,不只有振动加强的质点和振动减弱的质点;1.波的衍射波能够绕到障碍物的后面传播的现象.2.波发生明显衍射现象的条件当缝的宽度或障碍物的尺寸大小与波长相差不多或比波长小时,就能看到明显的衍射现象. 3.波的衍射的普遍性一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象.1.衍射是波特有的现象,一切波都可以发生衍射.2.波的衍射总是存在的,只有“明显”与“不明显”的差异,“障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多”只是发生明显衍射的条件.3.波传到小孔障碍物时,小孔障碍物仿佛一个新波源,由它发出与原来同频率的波在孔障碍物后传播,就偏离了直线方向.因此,波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.多普勒效应1.定义：当观测者和波源之间有相对运动时,观测者测得的频率与波源频率不同.2.成因1波源S与观测者A相对于介质都静止时,观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的相同,所以,观测者接收到的频率和波源的振动频率相同2当观测者与波源两者相互接近时,观测者在单位时间内接收到的完整波的数目增多,接收到的频率将大于波源振动的频率.3当观测者与波源两者相互远离时,观测者在单位时间内接收到的完整波的数目减少,接收到的频率将小于波源振动的频率.3.应用1测量心脏血流速度；2测定人造卫星位置的变化；3测定流体流速；4检查车速；5判断遥远的天体相对于地球的运动速度.1.多普勒效应是波共有的特征,不仅机械波,光波和电磁波也都会发生多普勒效应.2.发生多普勒效应时,波源发出的频率不变,变化的是观察者接收到的频率.3.当波源与观察者相互接近时,f观察者变大.如图8甲中波源S不动,观察者A向B运动和图乙中观察者A不动,波源由S1向S2运动；当波源与观察者相互远离时,f观察者变小.如图甲中波源S不动,观察者A向C运动.多普勒效应的判断方法1确定研究对象.波源与观察者2确定波源与观察者是否有相对运动.若有相对运动,能发生多普勒效应,否则不发生.3判断：当两者远离时,观察者接收到的波的频率变小,靠近时观察者接收到的频率变大,但波源的频率不变.。
机械波的形成和传播
(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）。
机械波的形成条件和传播机理.
复习课
请简要回忆本章学过哪些内容？
机械波的形成条件和传播机理，横波和纵波 描述波动的物理量：波长、频率和波速的关系 波的图像 波动问题的归类及解题方法
波的叠加，干涉和衍射
多普勒效应，次声波和超声波
四、波的干涉射和衍射 1波的叠加：在两列波重叠的区域内，介质中的质点同时参与 两种振动，其振动的位移等于两列波分别引起的 位移的矢量和。（本质：位移的合成） 2波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强， 某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱 的区域互相间隔的现象叫波的干涉。 振动加强的条件：Δx=nλ（n=1,2,3,……） 振动减弱的条件：Δx=（2n+1）λ/2（n=1,2,3,……） 3波的衍射：波在传播过程中遇到障碍物，能过绕过障碍物 的现象叫波的衍射。 发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比 波长小，或跟波长差不多。
波
对平衡位置的位移总是相等的两个 长： 在波动中， 相邻质点间的距离，叫波长。
周期和频率：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相 同的，这个周期或频率也叫波的周期或频率。 由 波源 决定。波进入另一介质时频率 不变 。 波 速： 波在介质中传播的速度。由介质本身的性质 决定。 波进入另一介质时波速改变。
波的干涉、衍射和多普勒效应是波特有的现象
3超声波和次生波的特性及应用
次声波： 频率低于20Hz的声波。 产生： 地震、台风、核爆炸、火箭起飞 应用： 探知核武器实验、导弹发射、预报海啸、台风
超声波：频率高于20 000Hz的声波
特性： 直线传播—定向发射， 穿透能力强 使液体内部产生强大冲击力 利用超生反射
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∆=∆。
5-1 机械波的形成和传播
如果外力不超过一定限度，在外力撤去后，物体的 形状和体积能完全恢复原状，这种形变称为弹性形 变.这个外力限度称为弹性限度. 形变的几种基本形式：长变 、切变 、容变
第5章 机械波
5–1 机械波的形成和传播
12
六
描述波动的几个物理量
1、波速 ：波动过程中，某一振动状态（即振 动相位）单位时间内所传播的距离（又称相速）.
显然, 沿着波的传播方向, 振动是依次落后的。 y u
p
x x (波源) 图17-2 x P点比o点时间落后：t (这里：u是波速) o
u 2 x (注意 : ) P点比o点位相落后： t T u
5–1 机械波的形成和传播
5
· · · · · · · · · · · · ·t = 0 · · ··· · · · · ··· ·· ·· · · · · · · ·· · · t = T/4 · · · ·· ·· · · · · · ·· · ·· · · · ·· · · · · · · t = T/2 · · · · · ·· · ·· · · · · · ·· · · ·· · · · · · · · ·t = 3T/4 · · · · ··· · · · · · ·· ·t = T · ·· ·· ···· · ·· · ·
5–1 机械波的形成和传播
1
波动是自然界常见的、重要的物质运动形式 波动 —— 振动在空间的传播过程.
经典波
机械波 机械振动在弹性介质中的传播.
电磁波 交变电磁场在空间的传播. 能量传播 反射 折射 叠加性 干涉 衍射
两 类 机械波的传播需有传 波 播振动的弹性介质; 的 不 电磁波的传播可 同 不需介质. 之 处
机械波的形成和传播
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．
请点击手
返 回
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．。
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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：
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．
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
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 二、机械波的形成和传播：
例5、在波的传播过程中，下列有关介质中质点 的振动的说法中，正确的是（ BD ） A．质点在介质中作自由振动； B．各质点的振动频率都相同； C．各质点的振动速度都相同； D．质点速度最大时,质点一定在平衡位置。 例6、下列有关横波与纵波的说法中,正确的( D ) A．沿水平方向传播的波为横波； B．沿竖直方向传播的波为纵波； C．纵波与横波不可以同时在同一介质中传播； D．凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上 的波都是纵波。
s 160 = h = 2h 横波传到观测站需要时间 t 2 = v2 80
t = t1 - t 2 = 2h.
例2 关于振动和波动的关系，下列说法中正确 的是( A B ) A．振动是波动的成因，波动是振动的传播 B．振动是单个质点呈现的运动现象，波动是 许多质点呈现的运动现象 C．沿波的传播方向上，各质点在各自的平衡 位置附近的振动，同时随波迁移 D．波源停止振动时，波立即停止传播
解析：
例13、如图所示为一弹性绳上形成的水平向右传 播的波，试判断绳上a、b、c、d、e、f、g、 h各个质点的速度方向．
解析 ：波中各质点均做受迫振动，不考虑能量 损耗，各质点的振幅相同，选项A正确．波传 播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近 的质点的振动，并跟随着近的质点振动，D跟 随C正向上运动，F跟随E向下运动．同理，A 向下运动，C向上运动，选项B、C错误．由于 此时B和C两点都向上运动，C比B迟到最大位 移处，C回到平衡位置也比B较迟，选项D正 确．
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).
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？
拨动琴弦，弦的振动在周围的介质中形成 声波；
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----绳波。
用手握住绳子（丝带）的一端上下抖动，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。
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
例7、如图所示，是以质点P为波源的机械波沿 着一条轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P 刚开始振动时的方向为 A ( ) A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 解析 由于波源带动了后面的质点依次振动,且后 面的质点总是重复前面质点的振动状态,所以介质 中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时 的方向相同.此时波刚传播到质点Q,质点Q此时的 振动状态与波源P开始振动时的状态相同.由波的 传播特点可知,质点Q此时是向上运动的,所以波源 P刚开始振动时的方向也是向上的．
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, 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)。
五星红旗迎风飘扬，波在五星红旗上传播
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？
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．
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
四、波的种类： 根据波的传播方向和质点的 振动方向分类 1、横波： (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： 质点的振动方向跟波的传播 (1)定义: 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。
3.单摆的回复力的公式?周期公式?
F回=-mgsinθ
l T 2 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?
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；
例10、在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现， 停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”， 分析其原因是( ) B A．大钟的回声 B．大钟在继续振动 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 点拨：停止撞钟后，大钟的振动不会立即消 失，因为振动能量不会凭空消失，再振动一 段时间后，由于阻尼作用，振动才逐渐消 失．故B正确．
例:声波是纵波,其中波源:声带;介质:固、液、气
地震波既有横波又有纵波.
水波既不是横波也不是纵波,叫做水纹波.
3、固体既能传播纵波又能传播横波； 液体、气体只能传播纵波。 注意： *机械振动是单个质点在其平衡位置附近做 往复运动的“个体行为” *机械波是大量的、彼此相联系的质点将波源的 机械振动在空间传播的 “群体行为”。
结论：①机械波产生的原因是由于介质内部的 各质点间存在相互作用力。（介质内部的力学 性质决定的） ②机械振动在介质中的传播形成机械波 五、波动与振动的区别与联系
1．区别 ①从运动现象上来看： 振动是一个质点或一个物体的往 复运动，而波动是介质中大量质点依次发生振动而形成的 集体运动 ②从运动原因上来看振动是由于质点离开平衡位置后受到 回复力作用而形成的，而波动是介质中的某一部分受到扰 动后发生形变产生弹力牵引相邻的质点运动。
例3下列关于机械波的说法中,正确的是( ACD) A、产生机械波必须要有两个条件,即振源和传 播介质； B、波动过程是质点由近及远的传播过程 ； C、波动过程中能量由近及远传播； D、波动过程是机械振动在介质中的传播
例4、下列说法中，正确的是：（ B ） A．有机械振动就一定有机械波； B．有机械波就一定有机械振动； C．振源一停止振动，波立即停止传播； D．由于各质点都要参与振动，所以媒质要随 波发产迁移。
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）。
(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)．
(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． (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