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物理（电工电子类）(修订版) 第二章 机械能 中等职业教育课程改革国家规划教材 配套电子教案 高等教育电子音像出版社 高等教育出版社 物理广角2 机械波 把一块石子丢到平静的水面上，会发生什么现象呢？ ？ 一、机械波 你看过长绸舞吗？ ？ 这是波在长绸上传播。 波是怎样形成和传播的呢？ ？ 演示实验 （1） 用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。 （2）当金属球在钢片的弹力作用下，沿着弹簧的方向左右振动时，弹簧上与金属球连接的部分就受到周期性的压缩和拉伸，一会儿变密，一会儿变疏，形成一列疏密相间的波。 介质 绳波 弹簧波 水波 声波 地震波 绳子 螺旋弹簧 水 空气 地壳 （传播波的物质） 1．机械波 机械振动在介质里的传播，叫做机械波，简称波。 2．机械波产生的条件 （2）有传播机械振动的弹性介质。 （1）有做机械振动的物体→振源。 3．机械波的形成过程 设想把橡皮绳分成许多小 部分，把每个小部分看作是一个质点。这样，可以认为橡皮绳是由一个个相互联系的质点组成的，并假设在没有发生振动之前相邻质点间的距离都相等。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 设想质点1在外力作用下，在与绳垂直的方向上做受迫振动。当质点1离开平衡位置向上运动以后，绳就发生了形变，这样就产生了使质点2向上运动的弹力。同样，在质点2向上运动时，又产生使质点3随之运动的弹力,这样，每个质点的运动都牵动后面的质点，而后面的质点总比它前面的质点滞后一点振动。 1 2 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 8 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 t=T/4 t=0 t=T/2 t=3T/4 t=T t=5T/4 3 4 13 14 15 16 17 18 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 12 13 1 2 3 4 7 8 9 10 16 17 18 5 6 11 14 15 介质中质点整体形成凸凹相间的波向前传播，称为凸凹波。 在弹簧波中，由于金属球沿着弹簧的方向振动，与金属球相连的那部分弹簧依次带动后面的每一小段弹簧，且后一小段弹簧总比前一小段滞后一点振动。由于弹簧是在左右振动，因而从总体上看形成的是疏密相间的波。 二、横波和纵波 1．横波 振动方向与波的传播方向垂直的波叫做横波。 波谷：凸凹波中凹下部分的最低点叫做波谷。 波峰：凸凹波中凸起部分的最高点叫做波峰。 观察在波动形成过程中，各个质点的运动情况。 2．纵波 振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波。 疏部：纵波中质点分布较疏的部分叫做疏部。 密部：纵波中质点分布较密的部分叫做密部。 观察在波动形成过程中，各条线（代表一圈弹簧）的运动情况。 说明 （1）波是振动传播的一种形式。 在波动过程中，传播出去的只是运动的形式——振动，质点本身并不随波一起向前传播，它们仍以各自的平衡位置为中心做振动。 （2）波是能量传递的一种方式。质点振动时都具有能量，因此，在传播振动的同时，也伴随着能量的传递。 横波和纵波的区别 ? 横 波 纵 波 定义 质点振动方向与波的传播方向垂直的波 质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波 产生条件 横波只能产生于固体和液体介质中 纵波可以产生于气体、液体、固体的各种介质中 波形 有波峰和波谷。横波又称凹凸波 有密部和疏部。纵波又称疏密波 举例 水波、抖动的绳子传播的是横波 声波、弹簧传播的是纵波 三、波长、频率和波速 1．波长(l) 在波动传播过程中对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波长 。 波长的单位：m(米)。 y x O A A l l 纵波中两个相邻的密部(或疏部)中心之间的距离，都等于波长。 3. 波速 在波动过程中，振动在介质中传播的速度叫做波速。