高中物理机械波

,12.1波的形成和传播,（1）看课本P24,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？,设想:把绳分成很多小段,每一个小段可以看做一个质点,质点之间有相互作用力,波的形成过程是这样的,绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点,沿波传播方向，前一质点依次带动后一质点,后一质点延迟振动,后一质点总比前一质点滞后。把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波,（四）波的分类及特点,、横波,、纵波,波峰、波谷,疏部、密部,质点振动方向与传播方向垂直特点：,质点振动方向与传播方向在同一直线上特点：,按质点振动方向与波传播方向的关系分类：,、纵波,质点振动方向与传播方向在同一直线上特点：,、纵波,、纵波,三、机械波的分类,1、横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。如：绳波在横波中，凸起部分的最高点叫做波峰，凹下部分的最低点叫做波谷,2、纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。如：弹簧波、声波在纵波中，质点分布最密的部分叫密部，质点分布最疏的部分叫疏部。横波和纵波可以同时存在，例如：地震波既有横波又有纵波。注意：横波只能在固体中传播，而纵波可以在固、液、气中传播。,演示弹簧波,声波,声波是纵波.,1沿波的传播方向上,前一质点带动相邻后一质点振动，后一振动的质点总是模仿前一质点的振动。但总是滞后于前一个质点的振动2、介质中的各点只是在各自的平衡位置附近做机械振动，并不随波迁移。,（二）机械波的特点：,水波离开了它产生的地方,而那里的水并不离开,就象风在田野里掀起的麦浪.我们看到,麦浪滚滚地在田野里奔去,但是麦子却仍旧留在原来的地方.达.芬奇,水中的小船质点并不随波迁移，,机械波传播特征,(1)各质点只在各自的平衡位置附近做往复运动，而质点本身并不随波的传播而迁移。,(2)机械波通过向外传播机械振动的形式向外传递能量和信息。,2.产生条件：同时存在振源和介质,波源保持持续振动的物体（内因）,1.定义：机械振动在介质中的传播，形成机械波,机械振动是产生机械波的必要条件。,介质借以传播波的物质（外因）,机械波不能在真空中传播。,机械波的定义及产生条件,单个质点所表现出的周期性运动,大量质点共同表现出的周期性运动,质点受到指向平衡位置的回复力作用,介质中相邻质点间存在相互作用的弹力,振动是波动的起因,波动是振动的传播,认识波,波是如何形成的,波的特点,波的分类,本节课学习的内容：,问：质点本身有没有随波迁移？,传出去的是什么？,质点做什么运动？,没有！,机械振动,机械振动的运动形式,能量和信息,问：在机械波的传播中，存在着哪两种运动？,波的传播：,匀速直线运动,质点的振动：,机械振动（周期性非匀变速运动）,问：由波的形成可推知机械波波速取决于什么？,机械波波速仅取决于介质,一个周期内波推进的距离是一个波长,四、机械波和机械振动的关系,单个质点的周期性运动,所有质点共同的周期性运动,质点受到指向平衡位置的回复力作用,介质中质点受到相邻质点的带动,1.振动是波动的起因,波动是振动的传播2.有波动一定有振动,有振动不一定有波动,书P26123,一、振动图象,1、物理意义：描述一质点在各时刻离开平衡位置的位移2、由图可以读出：1）该质点在任一时刻的位移x2）振幅A周期T3）加速度a的方向：总指向平衡位置4）比较速度v的大小5）速度v的方向：（在其上，v方向向上；在其下，v方向向下）注意：图象上的纵坐标表示位移，并不表示质点在空间的实际位置。,看下一时刻所处的位置,二、波的图象,1、物理意义：描述某时刻各个质点偏离平衡位置的位移,横波的图象与波形相似。,对横波:,对纵波:,波形疏密相间的波形,波的图象正弦（或余弦）图象,2、由图可以得出？,1）振幅A波长,A,2）该时刻任一质点的位移x,3）该时刻任一质点加速度a的方向：,4）该时刻任一质点速度v的方向：,指向平衡位置,（在其上，v方向向上；在其下，v方向向下）,看该质点的前一质点的位置，,注意：波不一定沿x轴正方向传播，不指定波的传播方向，波可能沿x轴正方向或负方向传播。,注意波的双向性,方法1,v,v,v,v,上坡,下坡,上坡,上坡,下坡,v,AB,CD,方法二：看下一时刻的波的图象,方法三：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动,方法四：在图象上的一点画出波的传播方向(水平箭头)、质点的振动方向(竖直箭头)，这两个箭头总在曲线的同侧,方法1、平移法,t,t+t,xvt,v,5）若知道传播方向，可以画出经t后的波形,T后的波形？,Y,X,O,方法2、特殊质点法,v,一般用于画经T/4,T/2,3T/4后的波的图象,经T/4后,经T/2后,四、振动图象与波的图象的比较,振动图象,波的图象,什么情况下已振质点的波形不变？,一、波长,-在波动中，两个相邻同相质点间的距离1)在横波中，两个相邻波峰（或波谷）间的距离等于；2)在纵波中，两个相邻密部（或疏部）间的距离等于；思考:两个相邻反相质点间的距离为多少？,二、频率,-波的频率等于质点振动的频率注意：波的频率只与振源有关，与介质无关例如：同一声音在空气、水、钢管中传播，音调（频率）不变。,三、波速,-振动在介质中传播