3.1机械波的形成和传播 课件 -2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

机械波的形成和传播 国旗、水波、彩带上的波浪翻卷实际是振动在传播的结果。振动的传播称为波动，简称波。 波是怎么形成的？波向前传播时每个点也在向前运动吗？ 活动 1、如果手向左抖动一次和向右抖动一次，你看到了什么现象？ 2、手连续左右抖动，你看到了什么现象？ 3、软绳一端的振动为什么会沿绳传到绳的另一端？绳上有标记的两点 怎样运动？随波前进吗？ 设想把绳分成许多小部分 每一小部分可以看成质点，质点与质点之间有相互作用力（由于绳各部分有弹力作用）。 一、机械波的形成与传播 1、机械波的形成： （1）绳子各部分看成许多质点组成，各部分之间存在着相互作用的弹力． （2）沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间，质点依次被带动． （3）振动的形式传播出去形成波． 2、波的特点： 带动性 滞后性 重复性 （1）传播方向上各质点均做受迫振动，先振动的质点带动后振动的质点，后振动的质点每时每刻都要重复前一质点的运动，但是略微滞后。 （2）所有质点振动的周期、频率、振幅、起振方向均与波源相同，但是位移和相位不同（运动滞后）。 （3）质点只在自己的平衡位置附近振动，不会跟随波向外传播。 一切机械波都是振动状态在某些物体中的传播. 对绳一端的抖动依次引起了绳中各段的振动，振动在绳中的传播形成了绳波；对水面一处的扰动由近及远引起了水面各部分的振动，此振动在水中的传播形成了水波；击鼓时，对鼓皮的扰动引起了周围空气的振动，此振动在空气中的传播形成了声波. 3、介质： 绳、水、空气等能够传播振动的物质，叫做介质。 4、机械波的定义： 机械振动在介质中的传播称为机械波。 【注意】有振动不一定存在波，但有波一定存在振动 5、机械波的产生条件 （2）有介质：传播机械振动的媒质 如：水、绳子、空气 （1）有波源：引起初始振动的装置 在绳波中抖动的手就是振源 【思考1】绳上的点是不是随波一起迁移了呢？波传播的是什么？ 绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。波传播的是振动这种形式。 质点说：我们从不“随波逐流”，我们只是“波”的搬运工。 【思考2】绳上各点是不是同时开始振动的，它们振动的步调一致吗？ 各质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。 振动步调不一致：前一质点依次带动后一质点振动,但后一质点滞后振动。 【思考3】绳上各点开始振动时的方向 (起振方向) 与振源起振方向有什 么关系？ 【思考4】振源振动停止后波的传播会立刻停止么？ 绳上个点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。 波源停止振动后，波仍向前传播。 6、机械波的特点： （1）质点只在平衡位置附近振动，并不 随波迁移。 （2）各个质点不是同时起振，离振源近的 质点先起振。 （3）各质点起振方向与振源起振方向相同。 （4）波传播的是振动形式和能量,且能传递信息。 12 二、横波与纵波 绳波中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？ 互相垂直 （1）特征：参与振动的质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波。 波峰 波谷 1、横波 （2）波形特点：凹凸相间的波峰和波 谷交替向前推进。 （3）说明：横波是靠物体内部形变而产生的弹力 作为回复力，横波只能在固体内传播。 绳波是横波 观察推拉弹簧形成的波，判断这种波在传播的过程中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？ 2、纵波 （1）特征：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波． 同一直线上 密部 疏部 （2）波形特点：疏部和密部交替向前推进。 （3）说明：纵波是靠介质质点的相互挤压而产生的作用力作为回复力。 纵波在固体、液体、气体中都能传播。 声波是纵波 水波既不是横波，也不是纵波，是一种比较复杂的机械波。 地震波既有横波又有纵波 纵波比横波的传播速度快（地震预报的原理） 地震震源往往在地下某个地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波，所以，地震波既含有纵波成分又含有横波成分。另外，横波振幅比纵波大，破坏力大，所以横波的水平晃动力是造成建筑物损坏的主要原因。 三、波动与振动区别和联系： 1、区别：振动是一个质点的往复运动; 波动是介质中许多质点的集体运动。 2、联系： ①都是周期性的运动； 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波动是振动形式的传播过程。