2-1-機械波的形成和傳播(教科版)1

1、2-1 機械波的形成和傳播機械波的形成和傳播選修選修3-4 3-4 第二章第二章 機械波機械波1 1、什么是機械振動和簡諧運動？、什么是機械振動和簡諧運動？答答: :物體物體( (或物體的一部分或物體的一部分) )在平衡位置在平衡位置( (中心位置中心位置) )附近附近所做的往復(fù)運動所做的往復(fù)運動, ,叫做機械振動叫做機械振動; ;物體在跟位移大小成物體在跟位移大小成正比正比, ,并且總是指向平衡位置的力的作用下的振動并且總是指向平衡位置的力的作用下的振動, ,叫叫簡諧運動。簡諧運動。一、復(fù)習(xí)引入一、復(fù)習(xí)引入. .2.2.簡諧運動圖象的物理意義簡諧運動圖象的物理意義是什么?答答: :表示振動物

2、體離開平衡位置的位移與時間的函數(shù)關(guān)表示振動物體離開平衡位置的位移與時間的函數(shù)關(guān)系系, ,即表示振動物體離開平衡位置的位移隨時間變化的即表示振動物體離開平衡位置的位移隨時間變化的規(guī)律規(guī)律, ,即表示某振動物體在各個時刻相對平衡位置的位即表示某振動物體在各個時刻相對平衡位置的位移。簡諧運動圖象也叫振動圖象（移。簡諧運動圖象也叫振動圖象（xtxt圖象）。圖象）。 機械振動是描述機械振動是描述單個質(zhì)點單個質(zhì)點的運動形式。的運動形式。如果如果做簡諧運動的質(zhì)點做簡諧運動的質(zhì)點與與周圍的質(zhì)點有周圍的質(zhì)點有相互相互作用作用, ,那么它的振動對周圍質(zhì)點有什么影響呢那么它的振動對周圍質(zhì)點有什么影響呢? ? 向平靜

3、的水面扔一塊石頭，水面上會蕩起向平靜的水面扔一塊石頭，水面上會蕩起圈圈漣漪，以石頭落水處為中心，起伏的波紋圈圈漣漪，以石頭落水處為中心，起伏的波紋向四周圍延展，形成向四周圍延展，形成水波水波； 撥動琴弦，弦的振動在周圍的介質(zhì)中形成撥動琴弦，弦的振動在周圍的介質(zhì)中形成聲波聲波； 手拿繩的一端上下振動時，細(xì)繩端點的振手拿繩的一端上下振動時，細(xì)繩端點的振動就會帶動端點附近各質(zhì)點的振動，附近各動就會帶動端點附近各質(zhì)點的振動，附近各點的振動又帶動較遠(yuǎn)質(zhì)點的振動，于是就形點的振動又帶動較遠(yuǎn)質(zhì)點的振動，于是就形成在細(xì)繩上由近及遠(yuǎn)的波成在細(xì)繩上由近及遠(yuǎn)的波,叫叫繩波繩波。 遠(yuǎn)處的地震激起的遠(yuǎn)處的地震激起的地震

4、波地震波( (地震地震橫波橫波、縱波縱波) )由震源區(qū)沿地面向四周傳開，會引起地由震源區(qū)沿地面向四周傳開，會引起地面的振動面的振動 以上所列的水波、聲波、地震波、繩波都以上所列的水波、聲波、地震波、繩波都是是機械波機械波，光波、無線電波都是，光波、無線電波都是電磁波電磁波等都是等都是我們接觸到的一種廣泛存在的運動形式我們接觸到的一種廣泛存在的運動形式波波動動 機械波是怎么形成和傳播的呢？機械波是怎么形成和傳播的呢？一、機械波的形成和傳播：一、機械波的形成和傳播：1、繩子的一端（質(zhì)點1）在豎直方向做機械振動，由于它與后面的質(zhì)點存在力的作用，所以將帶動其他質(zhì)點一起做機械振動。2、后面的質(zhì)點做機械振

5、動的起振方向、周期、頻率、振幅都和質(zhì)點1的相同，但依次要滯后一些，所以在同一時刻，各質(zhì)點處于不同的位置，這樣就排列成了波的形狀。在不同的時刻，波的形狀是不同的。3、每個質(zhì)點都在各自的平衡位置兩側(cè)做機械振動，而不會隨這波的傳播而向前移動。4、波傳播的是振動的形式、也是振動能量，而不是質(zhì)點。 提問：當(dāng)水面上形成一列提問：當(dāng)水面上形成一列水波時，有一片樹葉漂在水面水波時，有一片樹葉漂在水面上，問樹葉怎么運動？上，問樹葉怎么運動？ 樹葉將會在水面上的同一樹葉將會在水面上的同一位置上下振動，不會隨水波而位置上下振動，不會隨水波而向前。向前。一、機械波的形成和傳播：一、機械波的形成和傳播：（1）波源：）波

6、源： 引起波動的振動質(zhì)點（物體）叫波引起波動的振動質(zhì)點（物體）叫波源，也稱振源。源，也稱振源。（2）介質(zhì)）介質(zhì):傳播機械振動的媒介物。傳播機械振動的媒介物。（水、繩子、空氣（水、繩子、空氣-固、液、氣）固、液、氣）2、產(chǎn)生機械波的條件：、產(chǎn)生機械波的條件：（1）要有波源）要有波源（2）要有介質(zhì)）要有介質(zhì)1、幾個概念：、幾個概念：（3） 機械波：機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播過程。機械振動在介質(zhì)中的傳播過程。 注意：注意：有機械波一定有波源（機械振動），有波源有機械波一定有波源（機械振動），有波源（機械振動）不一定有機械波（機械振動）不一定有機械波3、機械波的特點：、機械波的特點：（1）介質(zhì)中前

7、面的質(zhì)點帶動后面質(zhì)點振動，后面的質(zhì)點）介質(zhì)中前面的質(zhì)點帶動后面質(zhì)點振動，后面的質(zhì)點重復(fù)前面的質(zhì)點的運動，并且在時間上依次滯后些重復(fù)前面的質(zhì)點的運動，并且在時間上依次滯后些 。（2）介質(zhì)中各個質(zhì)點在各自的平衡位置上下往復(fù)運動，）介質(zhì)中各個質(zhì)點在各自的平衡位置上下往復(fù)運動，質(zhì)點本身并不隨波遷移質(zhì)點本身并不隨波遷移。 （3）介質(zhì)中各個質(zhì)點都做受迫振動，其）介質(zhì)中各個質(zhì)點都做受迫振動，其起振方向、周期、頻起振方向、周期、頻率、振幅都和波源相同率、振幅都和波源相同。 （4）波向前傳播的是振動形式、能量。）波向前傳播的是振動形式、能量。（5 5）機械波在同種介質(zhì)中是勻速傳播的機械波在同種介質(zhì)中是勻速傳播的

8、。（7）振源停止振動，波可以繼續(xù)向前傳播。）振源停止振動，波可以繼續(xù)向前傳播。（6）振源振動一個周期，波向前傳一個完整波形。）振源振動一個周期，波向前傳一個完整波形。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上橫波的特點：橫波的特點：縱波的特點：縱波的特點：波峰波峰 波谷波谷疏部疏部 密部密部二、波的分類二、波的分類橫波：橫波：縱波：縱波：1、把一根長繩的一端拿住并沿豎直方向上、把一根長繩的一端拿住并沿豎直方向上下抖動時下抖動時,形成的繩波沿繩的水平方向在繩形成的繩波沿繩的水平方向在繩上傳播上傳

9、播,而繩中各質(zhì)點在豎直方向上振動而繩中各質(zhì)點在豎直方向上振動,形形成橫波成橫波2、音叉振動時，它的叉股向左右振動，壓縮鄰近的空氣，使這、音叉振動時，它的叉股向左右振動，壓縮鄰近的空氣，使這部分空氣向左右振動而擠壓附近空氣，就這樣，介質(zhì)空氣在水平部分空氣向左右振動而擠壓附近空氣，就這樣，介質(zhì)空氣在水平方向左右振動方向左右振動(只研究同一直線上的波只研究同一直線上的波)，使疏密相間的狀態(tài)沿同，使疏密相間的狀態(tài)沿同一直線向外傳播形成聲波因此，聲波中質(zhì)點的振動方向和波的一直線向外傳播形成聲波因此，聲波中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向在同一直線上，是縱波傳播方向在同一直線上，是縱波3、地震波既有橫波又有縱

10、波、地震波既有橫波又有縱波.4、水波即不是橫波也不是縱波，但水面振動、水波即不是橫波也不是縱波，但水面振動形式跟橫波相似，高中階段認(rèn)為水波是橫波形式跟橫波相似，高中階段認(rèn)為水波是橫波.5、固體既能傳播縱波又能傳播橫波；、固體既能傳播縱波又能傳播橫波；液體、氣體只能傳播縱波。液體、氣體只能傳播縱波。6、波源做簡諧振動時形成的機械波叫簡諧波、波源做簡諧振動時形成的機械波叫簡諧波三、波動與振動的區(qū)別與聯(lián)系1區(qū)別區(qū)別從運動現(xiàn)象上來看：從運動現(xiàn)象上來看： 振動是一個質(zhì)點或一個物體的往復(fù)運動，振動是一個質(zhì)點或一個物體的往復(fù)運動，是個體行為；而波動是介質(zhì)中大量質(zhì)點依次發(fā)生振動而形成的集是個體行為；而波動是介

11、質(zhì)中大量質(zhì)點依次發(fā)生振動而形成的集體運動，是群體行為。體運動，是群體行為。從運動原因上來看振動是由于質(zhì)點離開平衡位置后受到回復(fù)力從運動原因上來看振動是由于質(zhì)點離開平衡位置后受到回復(fù)力作用而形成的，而波動是介質(zhì)中的某一部分受到擾動后發(fā)生形變作用而形成的，而波動是介質(zhì)中的某一部分受到擾動后發(fā)生形變產(chǎn)生彈力牽引相鄰的質(zhì)點運動。產(chǎn)生彈力牽引相鄰的質(zhì)點運動。2 2聯(lián)系聯(lián)系（1 1）都是周期性的運動：波動周期等于質(zhì)點的振動周期）都是周期性的運動：波動周期等于質(zhì)點的振動周期（2 2）從構(gòu)成介質(zhì)的某一質(zhì)點來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動，從構(gòu)）從構(gòu)成介質(zhì)的某一質(zhì)點來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動，從構(gòu)成介質(zhì)的整體來看，所呈現(xiàn)

12、的現(xiàn)象是波動成介質(zhì)的整體來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動（3 3）振動是形成波動的必要條件，但有振動不一定存在波動）振動是形成波動的必要條件，但有振動不一定存在波動（4 4）波動是振動形式（信息）的傳播過程）波動是振動形式（信息）的傳播過程1、關(guān)于機械波的形成，下列說法中正確的是：關(guān)于機械波的形成，下列說法中正確的是：A、物體做機械振動、物體做機械振動,一定產(chǎn)生機械波一定產(chǎn)生機械波B、介質(zhì)中的質(zhì)點不隨波一起發(fā)生遷移，只是在平、介質(zhì)中的質(zhì)點不隨波一起發(fā)生遷移，只是在平衡位置附近振動；衡位置附近振動；C、機械波傳播的是機械振動這種運動形式；、機械波傳播的是機械振動這種運動形式；D、介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期是

13、相同的。、介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期是相同的。BCD課堂練習(xí)課堂練習(xí)3、 關(guān)于振動和波動的關(guān)系，下列說法中正確關(guān)于振動和波動的關(guān)系，下列說法中正確的是的是( ) A振動是波動的成因，波動是振動的傳播振動是波動的成因，波動是振動的傳播 B振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波動是振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波動是許多質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象許多質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象 C沿波的傳播方向上，各質(zhì)點在各自的平衡沿波的傳播方向上，各質(zhì)點在各自的平衡位置附近的振動，同時隨波遷移位置附近的振動，同時隨波遷移 D波源停止振動時，波立即停止傳播波源停止振動時，波立即停止傳播A B10、一個小石子落入平靜的湖面中央，圓形波、一個小

14、石子落入平靜的湖面中央，圓形波紋一圈圈向外傳播，有一片樹葉落在水面上，紋一圈圈向外傳播，有一片樹葉落在水面上，則樹葉則樹葉( ) A逐漸漂向湖畔逐漸漂向湖畔 B逐漸漂向湖心逐漸漂向湖心 C在落下的地方上下動蕩在落下的地方上下動蕩 D沿樹葉所在的圓圈做圓周運動沿樹葉所在的圓圈做圓周運動C4、下列關(guān)于機械波的說法中、下列關(guān)于機械波的說法中,正確的是正確的是( ) A、產(chǎn)生機械波必須要有兩個條件、產(chǎn)生機械波必須要有兩個條件,即振源和即振源和傳播介質(zhì)；傳播介質(zhì)； B、波動過程是質(zhì)點由近及遠(yuǎn)的傳播過程、波動過程是質(zhì)點由近及遠(yuǎn)的傳播過程 ； C、波動過程中能量由近及遠(yuǎn)傳播；、波動過程中能量由近及遠(yuǎn)傳播；

15、D、波動過程是機械振動在介質(zhì)中的傳播、波動過程是機械振動在介質(zhì)中的傳播ACD5、下列說法中，正確的是：（、下列說法中，正確的是：（ ） A有機械振動就一定有機械波；有機械振動就一定有機械波； B有機械波就一定有機械振動；有機械波就一定有機械振動； C振源一停止振動，波立即停止傳播；振源一停止振動，波立即停止傳播； D由于各質(zhì)點都要參與振動，所以媒質(zhì)要由于各質(zhì)點都要參與振動，所以媒質(zhì)要隨波發(fā)產(chǎn)遷移。隨波發(fā)產(chǎn)遷移。B 6、在波的傳播過程中，下列有關(guān)介質(zhì)中質(zhì)點的、在波的傳播過程中，下列有關(guān)介質(zhì)中質(zhì)點的振動的說法中，正確的是（振動的說法中，正確的是（ ） A質(zhì)點在介質(zhì)中作自由振動；質(zhì)點在介質(zhì)中作自由振

16、動； B各質(zhì)點的振動頻率都相同；各質(zhì)點的振動頻率都相同； C各質(zhì)點的振動速度都相同；各質(zhì)點的振動速度都相同； D質(zhì)點速度最大時質(zhì)點速度最大時,質(zhì)點一定在平衡位置。質(zhì)點一定在平衡位置。BD 7、下列有關(guān)橫波與縱波的說法中、下列有關(guān)橫波與縱波的說法中,正確的正確的( ) A沿水平方向傳播的波為橫波；沿水平方向傳播的波為橫波； B沿豎直方向傳播的波為縱波；沿豎直方向傳播的波為縱波； C縱波與橫波不可以同時在同一介質(zhì)中傳播；縱波與橫波不可以同時在同一介質(zhì)中傳播； D凡是振動方向與波傳播方向在同一條直線凡是振動方向與波傳播方向在同一條直線上的波都是縱波。上的波都是縱波。D 8、如圖所示，是以質(zhì)點、如圖所

17、示，是以質(zhì)點P為波源的機械波沿著為波源的機械波沿著一條輕繩傳播到質(zhì)點一條輕繩傳播到質(zhì)點Q的波形圖，則質(zhì)點的波形圖，則質(zhì)點P剛剛開始振動時的方向為開始振動時的方向為 ( ) A向上向上 B向下向下 C向左向左D向右向右解析解析 由于波源帶動了后面的質(zhì)點依次振動由于波源帶動了后面的質(zhì)點依次振動,且后且后面的質(zhì)點總是重復(fù)前面質(zhì)點的振動狀態(tài)面的質(zhì)點總是重復(fù)前面質(zhì)點的振動狀態(tài),所以介質(zhì)所以介質(zhì)中各質(zhì)點開始振動時的方向都與波源開始振動時中各質(zhì)點開始振動時的方向都與波源開始振動時的方向相同的方向相同.此時波剛傳播到質(zhì)點此時波剛傳播到質(zhì)點Q,質(zhì)點質(zhì)點Q此時的此時的振動狀態(tài)與波源振動狀態(tài)與波源P開始振動時的狀態(tài)相同開始振動時的狀態(tài)相同.由波的由波的傳播特點可知傳播特點可知,質(zhì)點質(zhì)點Q此時是向上運動的此時是向上運動的,所以波源所以波源P剛開始振動時的方向也是向上的剛開始振動時的方向也是向上的A9、 一列橫波沿繩子向右