机械波的形成和传播

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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?
丙 t=T
(1)甲图:t=0.5T时, 质点8正在向上振动, 质点12、16未振动。
(2)乙图:t=0.75T时, 质点8正在向下振动, 质点12正在向上振动, 质点16未振动。
二、机械波的规律
(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)介质中各个质点做受迫运动,因此他们起振方向、周期、 频率和波源相同。若不计能量损失,介质中各个质点 的振幅相等。
(4)机械波向前传播的是振动这种运动形式,同时也可 以传递能量和信息.
例:如图所示,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=0.25T时,1到达最上方,5开始向上运动.问:
三、机械波分类
1.横波:质点的振动方向与波的传播方向垂直。
波传播方向
振动方向
A
B
(1)横波是一个凹凸相间的波:凸起来的最高处 叫波峰(A点)。凹下去的最低处叫波谷(B点)。
(2)横波只能在固体内传播,在液体、气体内不 能传播横波。
三、机械波分类
2.纵波:质点的振动方向与波的传播方向平行。
(1)纵波中质点的振动方向与波的传播可以相同也可以相反 (2)介质中质点分布最密的位置叫密部
初中:声波在真空中不能传播,说明声音的传播需要介质. 绳、水、空气等能够传播振动的物质叫做介质。组成介质的 质点间有相互作用 ,一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
机械振动在介质中的传播称为机械波。
一、机械波的产生条件:
同时存在:波源和介质 波源——保持持续振动并引起其他质点振动的物体. 介质——波借以传播的物质. 注意:有振动不一定产生波,有波一定存在振动。
名称 项目
横波
纵波
概念
在波动中,质点的振动 在波动中,质点的振动方向和
方向和波的传播方向 波的传播方向在一条直线上
相互垂直
只能在固体介质中传 在固体、液体和气体介质中均
介质

能传播
在波动中交替、间隔出 在波动中交替、间隔出现密部
特征
现波峰和波谷
和疏部
例:关于横波与纵波,下列说法中正确的是( C )
2.联系 (1)振动是波动的原因,波动是振动的结果;有波动必 然有振动,有振动不一定有波动. (2)波动的性质、频率和振幅与振源相同. (3) 波动是振动形式(信息和能量)的传播过程.
例:(多选)关于振动与波的关系,下列说法中正确的是( AB )
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
A.波传播过程中,质点也随着波移动 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的振动,后一 质点的振动必定落后于前一质点的振动 D.离波源越远,质点的振动频率越小
例:波在传播过程中,正确的说法是( B) A.介质中的质点随波迁移 B.波源的振动能量随波传递 C.振动质点的频率随着波的传播而减小 D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递
A.质点上下振动形成的波是横波 B.质点水平振动形成的波是纵波 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.质点在水平面内振动,波沿水
A.振源上下振动形成的波是横波 B.振源左右振动形成的波是纵波 C.振源振动方向与波的传播方向互相垂直形成的是横波 D.在固体中传播的波一定是横波
四、振动与波的关系
1.区别 (1)研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的 往复运动,是单个质点的“个体行为”;波动是振动在介 质中的传播,是介质中彼此相连的大量质点将波源的振 动传播的“群体行为”. (2)力的来源不同——产生振动的回复力,可以由作用在 物体上的各种性质的力提供;而引起波动的力,则总是 联系介质中各质点的弹力.
介质中质点分布最疏的位置叫疏部 (3)纵波在固体、液体、气体中都能传播。
声波是纵波
注意: a.地震波既有横波又有纵波。 b.水波不是横波也不是纵波,它属于比较复杂
的机械波。详细见教材P31页。 c.电磁波的传播不需要介质。
不管是横波还是纵波,如果传播的振动 是简谐振动,这种波就叫简谐波。
横波与纵波的对比
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