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1、2-1 机械波的形成和传播,选修3-4 第二章 机械波,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有什么影响呢
2、?,F回=-mgsin,3.单摆的回复力的公式?周期公式?,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；,拨动琴弦，弦的振动在周围的介质中形成声波；,手拿绳的一端上下振动时，细绳端点的振动就会带动端点附近各质点的振动，附近各点的振动又带动较远质点的振动，于是就形成在细绳上由近及远的波,叫绳波。,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？,一、机械波的形成和
3、传播：,1、绳子的一端（质点1）在竖直方向做机械振动，由于它与后面的质点存在力的作用，所以将带动其他质点一起做机械振动。,2、后面的质点做机械振动的起振方向、周期、频率、振幅都和质点1的相同，但依次要滞后一些，所以在同一时刻，各质点处于不同的位置，这样就排列成了波的形状。在不同的时刻，波的形状是不同的。,3、每个质点都在各自的平衡位置两侧做机械振动，而不会随这波的传播而向前移动。,4、波传播的是振动的形式、也是振动能量，而不是质点。,提问：当水面上形成一列水波时，有一片树叶漂在水面上，问树叶怎么运动？,树叶将会在水面上的同一位置上下振动，不会随水波而向前。,一、机械波的形成和传播：,（1）波源
4、：,引起波动的振动质点（物体）叫波源，也称振源。,（2）介质:,传播机械振动的媒介物。 （水、绳子、空气-固、液、气）,2、产生机械波的条件：,（1）要有波源,（2）要有介质,1、几个概念：,（3） 机械波：,机械振动在介质中的传播过程。,注意：有机械波一定有波源（机械振动），有波源（机械振动）不一定有机械波,3、机械波的特点：,（1）介质中前面的质点带动后面质点振动，后面的质点 重复前面的质点的运动，并且在时间上依次滞后些 。,（2）介质中各个质点在各自的平衡位置上下往复运动， 质点本身并不随波迁移。,（3）介质中各个质点都做受迫振动，其起振方向、周期、频率、振幅都和波源相同。,（4）波向前
5、传播的是振动形式、能量。,（5）机械波在同种介质中是匀速传播的。,（7）振源停止振动，波可以继续向前传播。,（6）振源振动一个周期，波向前传一个完整波形。,质点的振动方向与波的传播方向垂直,质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上,横波的特点：,纵波的特点：,波峰 波谷,疏部 密部,二、波的分类,横波：,纵波：,1、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,2、音叉振动时，它的叉股向左右振动，压缩邻近的空气，使这部分空气向左右振动而挤压附近空气，就这样，介质空气在水平方向左右振动(只研究同一直线上的波)，使疏密相间的
6、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,3、地震波既有横波又有纵波.,4、水波即不是横波也不是纵波，但水面振动形式跟横波相似，高中阶段认为水波是横波.,5、固体既能传播纵波又能传播横波；,液体、气体只能传播纵波。,6、波源做简谐振动时形成的机械波叫简谐波,三、波动与振动的区别与联系,1区别 从运动现象上来看： 振动是一个质点或一个物体的往复运动，是个体行为；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，是群体行为。 从运动原因上来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，而波动是介质中的某一部分受到扰动后发生形变产生弹力牵引
7、相邻的质点运动。,2联系 （1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期 （2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动 （3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动 （4）波动是振动形式（信息）的传播过程,1、关于机械波的形成，下列说法中正确的是： A、物体做机械振动,一定产生机械波 B、介质中的质点不随波一起发生迁移，只是在平衡位置附近振动； C、机械波传播的是机械振动这种运动形式； D、介质中各质点的振动周期是相同的。,BCD,课堂练习,2、某地区发生地震,在观测站测得地震形成的横波和纵波传播速度分别为40 kmh和80 kmh
8、,若该观测站到震源距离为160 km,则地震形成的横波和纵波传到该观测站的时间差为多少?,解析 : 纵波传到观测站需要时间 横波传到观测站需要时间 所以时间差为 答案 2 h,3、 关于振动和波动的关系，下列说法中正确的是( ) A振动是波动的成因，波动是振动的传播 B振动是单个质点呈现的运动现象，波动是许多质点呈现的运动现象 C沿波的传播方向上，各质点在各自的平衡位置附近的振动，同时随波迁移 D波源停止振动时，波立即停止传播,A B,4、下列关于机械波的说法中,正确的是( ) A、产生机械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
9、及远传播； D、波动过程是机械振动在介质中的传播,ACD,5、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，所以媒质要随波发产迁移。,B,6、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。,BD,7、下列有关横波与纵波的说法中,正确的( ) 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
10、振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波。,D,8、如图所示，是以质点P为波源的机械波沿着一条轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P刚开始振动时的方向为 ( ) A向上 B向下 C向左 D向右,解析 由于波源带动了后面的质点依次振动,且后面的质点总是重复前面质点的振动状态,所以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同.此时波刚传播到质点Q,质点Q此时的振动状态与波源P开始振动时的状态相同.由波的传播特点可知,质点Q此时是向上运动的,所以波源P刚开始振动时的方向也是向上的,A,9、 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点
11、( ) A它们的振幅相同 B质点D和F的速度方向相同 C质点A和C的速度方向相同 D从此时算起，质点B比C先回到平衡位置,A D,10、一个小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶( ) A逐渐漂向湖畔 B逐渐漂向湖心 C在落下的地方上下动荡 D沿树叶所在的圆圈做圆周运动,C,11、在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是( ) A大钟的回声 B大钟在继续振动 C人的听觉发生“暂留”的缘故 D大钟虽停止振动，但空气仍在振动,点拨：停止撞钟后，大钟的振动不会立即消失，因为振动能量不会凭空消失，再振动一段时间后，
12、由于阻尼作用，振动才逐渐消失故B正确,B,12、一列横波在某时刻的波形如图l011所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是( ) A波水平向右传播 B质点H与质点F的 运动方向相同 C质点C比质点B先 回到平衡位置 D此时质点C的加速度为零,C,13、当地壳某处发生地震时，地震波由震源向四周传播，既有横波也有纵波已知横波的传播速度为75 kms，纵波的传播速度为14 kms，当地震发生时，离震源一定距离处，若人们先感到房子上、下震动了几次，隔了10 s，又感到房子水平方向摆动了几次，则震源距离人们所在位置的距离约为多少?,14、如图所示为一弹性绳上形成的水平向右传播的波，试判断绳上a、b、c、d、e、f、g、h各个质点的速度方向,
