机械波形成与传播(教科版).ppt

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（x—t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? F回=-mgsinθ 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： 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 ①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。 ②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