機(jī)械波的形成和傳播 高二上學(xué)期物理教科版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

第一節(jié)：機(jī)械波的形成和傳播一、機(jī)械波形成和傳播：（一）機(jī)械波：1.機(jī)械波的定義：

機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，就形成機(jī)械波.2.產(chǎn)生機(jī)械波的條件：（1）必須要有機(jī)械振動(dòng).產(chǎn)生初始振動(dòng)的部分通常叫作波源。（2）必須要有傳播機(jī)械振動(dòng)的介質(zhì).繩、水、空氣等能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì)，叫作介質(zhì)。（二）機(jī)械波的形成：（1）如果手不做左右振動(dòng)，繩子處于什么狀態(tài)？1.機(jī)械波的形成：

如圖所示，準(zhǔn)備一根長(zhǎng)約10m的軟繩并放置在水平面上，將繩上的兩點(diǎn)做上不同顏色的標(biāo)記。固定一端，用手握住繩的另一端，拉直軟繩.（2）手向左抖動(dòng)一次，并立即復(fù)原，你看到了什么現(xiàn)象？（3）手向右抖動(dòng)一次，并立即復(fù)原，你看到了什么現(xiàn)象？當(dāng)手向右抖動(dòng)一次時(shí)，一個(gè)向右凸起的形狀沿繩向另一端傳去.

當(dāng)手向左抖動(dòng)一次時(shí)，一個(gè)向左凸起的形狀沿繩向另一端傳去.（4）當(dāng)手左右連續(xù)抖動(dòng)時(shí)，你看到了什么現(xiàn)象？

后面的質(zhì)點(diǎn)之所以能夠振動(dòng)，是由于繩子中各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈力，前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)當(dāng)手左右連續(xù)抖動(dòng)時(shí)，凸凹相間的形狀沿繩向另一端傳去.2.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況：（1）t=0時(shí)刻，各質(zhì)點(diǎn)均處于各自的平衡位置；質(zhì)點(diǎn)1在平衡位置，正要向上運(yùn)動(dòng)；（2）在t=時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)1向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)2、3、4向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)狀態(tài)傳播到了質(zhì)點(diǎn)4.（3）在t=時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)1經(jīng)過半個(gè)周期恰好回到平衡位置，且向下運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)4振動(dòng)四分之一周期到達(dá)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)4帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)5、6、7向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)狀態(tài)傳播到了質(zhì)點(diǎn)7.(4)在時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)1振動(dòng)了四分之三周期到達(dá)最低點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)4振動(dòng)了半個(gè)周期到達(dá)平衡位置，質(zhì)點(diǎn)7振動(dòng)了四分之一周期到達(dá)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)7帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)8、9、10向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)狀態(tài)傳播到了質(zhì)點(diǎn)10.(5)在t=T時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)1振動(dòng)了一個(gè)周期，恢復(fù)到初始狀態(tài)，質(zhì)點(diǎn)4振動(dòng)了四分之三周期到達(dá)最低點(diǎn)；質(zhì)點(diǎn)7振動(dòng)了半個(gè)周期，回到平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)10振動(dòng)了四分之一周期到達(dá)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)10帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)11、12、13向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)狀態(tài)傳播到了質(zhì)點(diǎn)13.（1）由于介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)間有相互作用力，波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)；除波源外，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都是做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的最初來源于波源；介質(zhì)中各點(diǎn)的振動(dòng)頻率相同，都等于波源的頻率.（三）機(jī)械波的傳播過程：（3）介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都是在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移（不會(huì)隨波逐流）我們看到在水中的樹葉飄到的岸邊，不是水波作用的結(jié)果，是風(fēng)吹的結(jié)果.（2）后面質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)；但后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是滯后于前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng).（5）機(jī)械波傳播了波源的機(jī)械振動(dòng)，傳播了波源的機(jī)械能，傳播了波源的相關(guān)信息.（4）介質(zhì)中各種的起始振動(dòng)方向與波源的起始振動(dòng)方向相同.1.關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，正確說法是（）A.物體做機(jī)械振動(dòng)，一定會(huì)產(chǎn)生機(jī)械波B.介質(zhì)中有機(jī)械波傳播，其中質(zhì)點(diǎn)一定在做機(jī)械振動(dòng)C.如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波動(dòng)也立即停止D.介質(zhì)中每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向一定和波源開始振動(dòng)的方向相同BD例1.如圖是一條軟繩，繩上選有18個(gè)質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng)，其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)，從而形成簡(jiǎn)諧波。由波的形成及圖示可知，下列說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)ACDB．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后，在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C．繩子上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同D．繩子上波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒二、橫波與縱波：按照質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直.縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行.（一）橫波：1.定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直.2.特點(diǎn)：（1）橫波的波形是凹凸相間的，凸起來的最高處叫波峰，凹下去的最低處叫波谷。（2）介質(zhì)能傳播橫波的必要條件是介質(zhì)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間存在著橫向的作用力.橫波只能在固體中傳播，不能在氣體、液體中傳播.（二）縱波：1.定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行.2.特點(diǎn)：（1）介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布密集的部分叫作密部，質(zhì)點(diǎn)分布稀疏的部分叫作疏部.（2）介質(zhì)能傳播縱波的必要條件是介質(zhì)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間存在著縱向的作用力.各種彈性介質(zhì)都能傳播縱波，縱波可以在固體、液體、氣體中都能傳播.說明：1.聲波就是聲源的機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成的，聲波是縱波；2.地震波既有縱波也有橫波.3.水波不是橫波，是一種復(fù)雜的機(jī)械波（在近似處理中，可以把水波視為橫波）.2.關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向B.橫波和縱波可同時(shí)存在于介質(zhì)中C.機(jī)械波傳播能量，也傳遞振動(dòng)信息D.橫波中質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，縱波中質(zhì)點(diǎn)隨波遷移自我評(píng)價(jià)：BC4．如圖甲所示為波源的振動(dòng)圖像，圖乙為均勻介質(zhì)中同一條