第一节机械波的形成和传播.PPT

1、第二章 机械波,四川省宣汉中学高2013级 2015年5月19日,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。,一、复习引入.,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（xt图象）。,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

2、有什么影响呢?,F回=-mgsin,3.单摆的回复力的公式?周期公式?,本章以简谐振动为基础，从机械振动在介质中传播形成机械波开始，建立起振动和波动的关系，再逐渐深入认识波动的周期性，并通过横波的图象来认识表征波动特性的波长、频率和波速三个物理量，进而介绍波动所特有的反射、折射、干涉、衍射等现象。,2.1 机械波的形成和传播,四川省宣汉中学高2013级 2015年5月19日,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；,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

3、；,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。,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？,1实际中观察到的波现象。 (1)向水中投一石块，会激起一圈圈起伏不平的水波向四周传开，若水面上浮有小木块，会使小木块振动起来 (2)发声体发出的声音，靠声波传入人耳引起鼓膜振动，从而使我们听到声音 (3)远处的地震激起的地震波由震源区沿地面向四周传开，会引起地面的振动 (4)手拿绳的

4、一端上下抖动，绳就会随之上下舞动，这其实是波在绳上的传播（现象） 以上所列的水波、声波、地震波、绳波等都是我们接触到的一种广泛存在的运动形式波动,一 、波的形成：,2波的形成：,波动是运动传播的形式，现从力和运动的角度来研究波动的形成：,(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,(2)当受到外来振动的影响时，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

5、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的质点的振动，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，于是振动逐渐传播下去，从整体上看就形成凸凹相间的波,3形成波的条件 (1)要有波源：波源就是保持持续振动的质点，也称振源，如抖动绳时，手所拿的绳上的那一点，声波必须要有声源 (2)要有介质：机械波的传播要有媒介物质，如果没有介质，即使有振源也不能形成机械波，如声波不能在真空中传播,4 在波的传播过程中，各质点的运动情况机械波的特点,（1）各质点在自己的平衡位置附近作机械振动。并不随波而迁移，机械波传播的是振动的形式和能量

6、。,（2）后面的质点依次重复前面质点的振动。,各个质点的振动都是受迫振动，所以介质中各个质点的振动规律（T、f、A）都与波源相同，而且各个质点起振的方向与波源的起振方向均相同。（所以机械波也可以传播信息）,机械波；机械振动在介质中的传播,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,两者缺一不可,2要有介质,二 、振动和波动的比较：,（一）联系, 振动是波动的原因，波动是振动在介质中的传播。,没有振动就没有波动，有振动也不一定有波动，但有波动一定有振动

7、。,（二） 区别,从运动现象来看，振动是一个质点通过平衡位置往复运动，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。,从运动原因上看，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，而波动是由于波源首先振动，牵引与它相邻的部分质点也随它做同样的运动。,波的分类 根据质点的振动方向和波的传播方向这两个“方向”之间的关系，波可分为横波和纵波 1横波 (1)定义：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波。 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， 形成横波如图所示,(2)横波的波形波峰和波谷 在横波中，凸起的

8、最高处叫做波峰， 在横波中，凹下的最低处叫做波谷 横波在传播过程中，波峰和波谷相互间隔且间距相等，由近及远，形成凸凹不平的波形,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叫做纵波 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，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

9、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)纵波的的波形密部和疏部 密部：纵波中，质点分布最密的地方叫做密部密部中央的质点在平衡位置，它左右的质点都向它靠近 疏部：纵波中，质点分布最疏的地方叫做疏部疏部中央的质点在平衡位置，它左右的质点都远离它 纵波在传播过程中，密部和疏部相互间隔且间距相等 注意：声波是纵波；地震波既有横波，也有纵波,3横波和纵波的区别,A、产生机械

10、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,【能力训练】,1、下列关于机械波的说法中，正确的是 （ ）,A、C、D,2、下列说法中，正确的是：（ ）,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，所以介质要随波发产迁移。,B,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。,B、D,3、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（ ）,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