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1、2.1 机械振动的传播机械振动的传播学习目标定位 1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道机械波的种类横波和纵波的概念.3.明确机械波传播的特点1物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动2机械波的形成波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些于是波源的振动逐渐传播出去3机械波的产生条件：(1)要有振源；(2)要有传播振动的介质4机械波可分为横波和纵波两类，如下表所示.定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波波峰：凸起的最高处波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波密部：
2、质点分布密集的位置疏部：质点分布稀疏的位置5.机械振动在介质中传播，形成机械波机械波传播振动形式的同时，也向外传递能量和信息.一、机械波的形式问题设计你看过艺术体操的“带操”表演吗？如图 1 所示，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随波翻卷，这是波在彩带上传播的结果，你知道波是如何形成的吗？图 1答案 彩带一端振动带动彩带上相邻部分振动，依次逐渐引起整个彩带振动要点提炼1波形成的原因：以绳波为例(如图 2 所示)图 2(1)可以将绳分成许多小部分，每一小部分看做质点(2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置(3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振
3、动，首先振动的这个质点称为波源(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播2产生条件：(1)要有振源；(2)要有传播振动的介质例 1 如图 3 所示，是某绳波形成过程的示意图质点 1 在外力作用下沿垂直直线方向做简谐运动，带动 2、3、4各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端已知t0 时，质点 1 开始向上运动，t 时，质点 1 到达最上方，质点 5 开始向上运动问：T4图 3(1)t 时，质点 8、12、16 的运动状态(是否运动、运动方向)如何？T2(2)t时，质点 8、12、16 的运动状态如何
4、？3T4(3)tT 时，质点 8、12、16 的运动状态如何？解析 各质点在各时刻的情况如图所示(1)由甲图可知，t 时，质点 8 未达到波峰，正在向上振动，质点 12、16 未振动T2(2)由乙图可知，t时，质点 8 正在向下振动，质点 12 正在向上振动，质点 16 未振动3T4(3)由图丙可知，tT 时，质点 8、12 正在向下振动，质点 16 正在向上振动答案 见解析二、横波和纵波问题设计2011 年 3 月，日本东北部海域发生里氏 9.0 级强地震，其引发的海啸加上核泄漏事故给日本带来巨大的损失通过视频咱们可以观察到地震发生时，地面会产生前后或左右的晃动，也会产生竖直方向的振动，你知
5、道这是为什么吗？答案 地震波有纵波和横波，不同的波引起地面的振动不同要点提炼1横波定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波，如绳波(1)在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横波是以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去的，这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形(2)横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，故纯粹的横波只能通过固体传播2纵波定义：把介质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(1)在纵波中，质点分布密集的地方叫做密部，质点分布稀疏的地方叫做疏部纵波在传播时呈现出疏密相间的波形(2)在纵波的情况下，物体的各部分经常受到压缩和拉长，也就
6、是说经常在改变自己的体积在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播例 2 下列关于横波和纵波的说法正确的是( )A凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷B质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波C纵波的波形是疏密相间的，质点分布密集的部分叫密部，分布稀疏的地方叫疏部D质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波解析 横波具有波峰和波谷，A 正确；振动的方向与传播的方向垂直的波为横波，振动的方向与传播的方向在同一直线上的波为纵波，B 错误，D 正确；纵波有疏部和密部且波形是疏密相间的，C 正确答案 ACD三、
7、波传递的是能量和信息问题设计一同学不小心把一只排球打入湖中，为使球能漂回岸边，这位同学采用不断将石头抛向湖中的方法，这位同学能否通过这种方法把排球冲上岸？这说明波传播的是什么？答案 不能石头激起的水波向四周传播，浮在水面上的排球随水上下起伏，不能到达河岸这说明波传播时介质不随波迁移，传播的只是振动这种运动形式要点提炼波传播的特点：(1)波传播的是振动形式，而介质的质点并不随波迁移；(2)波在传递运动形式的同时，也传递能量和信息例 3 关于机械波的说法正确的是( )A相邻的质点要相互做功B纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C振源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D除振源外波中各质点都
8、做受迫振动解析 机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故 A 正确；波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，纵波也是机械波，因此B 错；每个质点都是由振源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与振源频率相同，并且都“仿照”振源振动，故 C、D 正确答案 ACD四、振动和波动的区别例 4 关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( )A振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C波的传播速度就是质点振动的速
9、度D波源停止振动时，波立即停止传播解析 机械波的产生条件是有波源和介质，由于介质中的质点依次带动、由近及远地传播而形成波，所以选项 A、B 正确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项 C 错误；介质中一旦形成了波，介质中的质点就会将振动这种运动形式由近及远的向外传播，当波源停止振动时，介质中已经振动起来的质点还在振动，所以波将继续传播，选项 D 错误答案 AB机械波的产生Error!1下列对机械波的认识正确的是( )A形成机械波一定要有振源和介质B振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C横波向右传播
10、时，处于波峰的质点也向右迁移D机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动答案 A解析 振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故 A 正确简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D 均错2下列关于横波与纵波的说法中，正确的是( )A声波一定是纵波B水波一定是横波C地震波既有横波，也有纵波D纵波中的质点要随波迁移，横波中的质点不随波迁移答案 C解析 声波可以在空气中传播，也可以在液体和固体中传播，空气中的声波一定是纵波，而液体、固体中的声波既可
11、能是纵波，也可能是横波，故 A 错；水波既不是横波，也不是纵波，它的运动形式比较复杂，故 B 错；地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右振动，C 正确；无论是横波，还是纵波，介质中的质点都不随波发生迁移，故 D 错3关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )A有机械波必有振动B有机械振动必有波C离波源远的质点振动较慢D波源停止振动时，介质中的波立即停止传播答案 A解析 机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动但如果只有振动，没有介质的传播就不会有机械波的产生因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；在波源停止振动时，波仍将继续向外传播而不会停止
