第十二章1波的形成和传播

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1、第十二章机械波1波的形成和传播1.1.简谐运动具有简谐运动具有_和对称性。和对称性。2.2.简谐运动的回复力由简谐运动的回复力由_提供。提供。3.3.简谐运动的能量与简谐运动的能量与_有关有关, ,对同一个系统来说对同一个系统来说,_,_越越大大, ,振动的能量就越大。振动的能量就越大。4.4.物体在周期性驱动力作用下的振动称为物体在周期性驱动力作用下的振动称为_。周期性周期性合力或某个分力合力或某个分力振幅振幅振幅振幅受迫振动受迫振动一、波的形成和传播及波的实质一、波的形成和传播及波的实质1.1.绳波形成原因绳波形成原因( (如图如图):):研究对象研究对象 绳子每一部分看作绳子每一部分看作

2、_平衡位置平衡位置 _ _时质点所在的位置时质点所在的位置外因外因 外来的扰动引起绳中的某一质点振动外来的扰动引起绳中的某一质点振动内因内因 绳中各质点之间存在着绳中各质点之间存在着_过程过程 绳端质点带动绳端质点带动_振动振动, ,并依次并依次 带动邻近质点振动由近及远带动邻近质点振动由近及远质点质点无外来扰动无外来扰动相互作用力相互作用力周围质点周围质点2.2.介质介质: :(1)(1)定义定义: :波借以波借以_的物质。的物质。(2)(2)特点特点: :组成介质的质点之间有组成介质的质点之间有_,_,一个质点的振一个质点的振动会引起相邻质点的振动。动会引起相邻质点的振动。传播传播相互作用

3、相互作用3.3.机械波机械波: :(1)(1)定义定义:_:_在介质中传播在介质中传播, ,形成机械波。形成机械波。(2)(2)产生条件产生条件要有要有_。要有传播振动的要有传播振动的_。(3)(3)机械波的实质机械波的实质传播振动这种运动传播振动这种运动_。传递能量的一种传递能量的一种_。依靠介质中各个质点间的相互作。依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量。用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量。机械振动机械振动机械振动机械振动介质介质形式形式方式方式二、波的分类二、波的分类机械波可分为横波和纵波两类机械波可分为横波和纵波两类, ,其波形及描述

4、对比如下其波形及描述对比如下: :定义定义标识性物理量标识性物理量实物波形实物波形横横波波质点的振动质点的振动方向与波的方向与波的传播方向相传播方向相互互_的波的波波峰波峰: :凸起的凸起的_波谷波谷: :凹下的凹下的_ 绳上形成横波绳上形成横波纵纵波波质点的振动质点的振动方向与波的方向与波的传播方向在传播方向在_上的波上的波密部密部: :质点分布质点分布_的位置的位置疏部疏部: :质点分布质点分布_的位置的位置纵波纵波垂直垂直最高处最高处最低处最低处同一直线同一直线最密最密最疏最疏【思考辨析【思考辨析】1.1.判断正误判断正误: :(1)(1)质点的振动位置不断转换即形成波。质点的振动位置不

5、断转换即形成波。( () )(2)(2)在绳波的形成和传播中在绳波的形成和传播中, ,所有质点同时运动所有质点同时运动, ,同时停止运同时停止运动。动。( () )(3)(3)在绳波的形成和传播中在绳波的形成和传播中, ,所有质点的运动是近似的匀速直所有质点的运动是近似的匀速直线运动。线运动。( () )(4)(4)机械波传播的是能量和振动形式机械波传播的是能量和振动形式, ,机械波不能在真空中传机械波不能在真空中传播。播。( () )(5)(5)横波在固体、液体、气体中都能传播横波在固体、液体、气体中都能传播, ,纵波只能在气体中纵波只能在气体中传播。传播。( () )提示提示: :(1)(

6、1)。某质点的振动位置不断转换不能形成波。某质点的振动位置不断转换不能形成波, ,如弹簧如弹簧振子的往复运动。振子的往复运动。(2)(2)。在绳波的形成和传播中。在绳波的形成和传播中, ,由波源开始振动由波源开始振动, ,并带动邻近并带动邻近质点由近及远依次振动质点由近及远依次振动, ,不是所有质点同时运动不是所有质点同时运动, ,同时停下。同时停下。(3)(3)。在绳波的形成和传播中。在绳波的形成和传播中, ,所有质点依次振动所有质点依次振动, ,做的不是做的不是匀速直线运动。匀速直线运动。(4)(4)。机械波的传播依靠质点间的相互作用。机械波的传播依靠质点间的相互作用, ,在真空中机械波在

7、真空中机械波不能传播。不能传播。(5)(5)。纵波可以在固体中传播。纵波可以在固体中传播。2.2.问题思考问题思考: :当地震发生时当地震发生时, ,地震波在地球内部和地表传播地震波在地球内部和地表传播, ,有时使人感到左有时使人感到左右摇晃右摇晃, ,有时感到上下颠簸有时感到上下颠簸, ,由此可见地震波是什么波由此可见地震波是什么波? ?提示提示: :震源往往在地下某个深度的地方震源往往在地下某个深度的地方, ,地震发生时地震发生时, ,人感到上人感到上下颠簸是因为有纵波下颠簸是因为有纵波, ,感到左右摇晃是因为有横波。所以感到左右摇晃是因为有横波。所以, ,地震地震波既含有纵波成分又含有横

8、波成分。波既含有纵波成分又含有横波成分。一、机械波的形成及特点一、机械波的形成及特点1.1.机械波的形成机械波的形成: :2.2.波的特点波的特点: :(1)(1)振幅振幅: :像绳波这种一维像绳波这种一维( (只在某个方向上传播只在某个方向上传播) )机械波机械波, ,若若不计能量损失不计能量损失, ,各质点的振幅相同。各质点的振幅相同。(2)(2)周期周期: :各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。(3)(3)步调步调: :离波源越远离波源越远, ,质点振动越滞后。质点振动越滞后。(4)(4)运动运动: :各质点只在各自的平衡位置附近振动各质点只在

9、各自的平衡位置附近振动, ,并不随波迁移。并不随波迁移。(5)(5)实质实质: :机械波向前传播的是振动这种运动形式机械波向前传播的是振动这种运动形式, ,同时也传递同时也传递能量和信息。能量和信息。【学而后思【学而后思】(1)(1)振动和波的关系是什么振动和波的关系是什么? ?有振动是否一定有机械波有振动是否一定有机械波? ?提示提示: :波源和介质是形成机械波的必要条件波源和介质是形成机械波的必要条件, ,二者缺一不可二者缺一不可, ,有有振动不一定有机械波振动不一定有机械波, ,有机械波一定有振动。有机械波一定有振动。(2)(2)机械波形成后机械波形成后, ,若波源停止振动若波源停止振动

10、, ,机械波会立即消失吗机械波会立即消失吗? ?提示提示: :波源停止振动后波源停止振动后, ,机械波传递的能量并没有立即消失机械波传递的能量并没有立即消失, ,因因此机械波不会立即消失。此机械波不会立即消失。【典例【典例1 1】如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中邻两质点间距离相等，其中O O为波源。设波源的振动周期为为波源。设波源的振动周期为T T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过 质点质点1 1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中开始起振

11、，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是正确的是( )( )T4A.A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9 9起振最晚起振最晚B.B.图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的方向是不同的C.C.图中质点图中质点8 8的振动完全重复质点的振动完全重复质点7 7的振动，只是质点的振动，只是质点8 8振动时，振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7 7通过相同位置时通过相同位置时落后落后D.D.只要图