机械波讲义(必威体育精装版整理版).docVIP

第二讲机械波

一、机械波

1.机械波：________在介质中的传播形成机械波．

2.产生条件：(1)波源：有机械振动的质点；(2)介质：有弹性的连续介质传播机械振动．

3.形成原因：介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做________振动．

4.机械波的分类

(1)横波：质点的振动方向与传播方向________，如绳波；

(2)纵波：质点的振动方向与传播方向________，如声波．

5.机械波的描述

(1)波长λ：两个________的在振动过程中对平衡位置的位移始终________的质点间的距离叫波长．在横波中，两个________的波峰(或波谷)间的距离等于波长．

(2)频率f：波的频率与________的频率相等．

(3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离．波速的大小由______________决定，波的传播距离x＝vt.

(4)波速与波长和频率的关系：v＝________.

图48－1

二、波的图象

1.图象意义：描述在波传播的过程中，某一时刻介质中各质点偏离其________的位移.

2.图象形状：简谐波的图象为________________曲线．

3.图象信息

(1)直接读取__________、__________以及介质中各质点在该时刻的位移．

(2)根据波的传播方向确定各质点的振动方向或根据质点的振动方向确定波的传播方向．

(3)画出一段时间后的波形图．

三、波的特性

1.波的干涉

(1)产生条件：①________相同；②振动情况相同．

(2)现象特点：在叠加区域，振动加强和振动减弱区域稳定、间隔排列；两列波的波峰与________(波谷与________)相遇处是加强中心，波峰与________相遇处是减弱中心．

2.波的衍射

所有的波都能发生衍射现象；发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸________，或者跟波长相差不大．

3.多普勒效应

(1)产生条件：波源和观察者之间有________．

(2)规律：当波源与观察者相互靠近时，观察者感受到的频率________；当波源与观察者相互远离时，观察者感受到的频率________．

?探究点一机械波的形成和传播规律的应用

机械波的形成和传播规律

(1)介质中质点的振动周期均与波源质点的周期相同，且与波的传播周期相同．

(2)波源质点振动一个周期，波沿传播方向传播一个波长．

(3)介质中的所有质点的起始振动方向均与波源质点的起始振动方向相同．波的传播实质是波形的推移．

(4)介质中的质点总是依次跟随波源质点在自身平衡位置附近做振动，并不随波移动．机械波是大量介质质点参加振动的表现．

(5)机械波不光传播着振动与信息，还传播着能量．

例1、弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐运动，在t＝0.25s时，绳上形成如图48－2所示的波形，

图48－2

则该波的波速为________m/s.t＝________时，位于x2＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置．

变式：一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t＝0时的波形如图48－3所示，则()

A.波的周期为1s

B.x＝0处的质点在t＝0时向y轴负向运动

C.x＝0处的质点在t＝eq\f(1,4)s时速度为0

D.x＝0处的质点在t＝eq\f(1,4)s时速度值最大

图48－3

?探究点二波速、波长和频率(周期)的关系

1.对波速的理解

(1)波速就是指波在介质中的传播速度，机械波波速的大小完全由介质的性质决定，与波的频率无关．在同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的．

(2)波速与振速的区别

①波速：波源振动几个周期，波形就向外平移几个波长，比值eq\f(λ,T)表示波形(或能量)向外平移的速度．在同一种均匀介质中，波的传播是匀速的，与波的频率无关．

②振速：振速是质点的振动速度，波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，是变速运动，质点并不沿波的传播方向随波迁移．

2.对频率的理解

(1)在波的传播方向上，介质中各质点都做受迫振动，其振动是由振源的振动引起的，故各质点的振动频率都等于波源的振动频率．

(2)当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变．

3.对波长的理解

(1)在波的传播方向上，波长是两个相邻的振动相位总是相同的质点间的距离．

(2)波长是质点振动一个周期时波传播的距离．

(3)在横波中，波长是两个相邻的波峰(或两个相邻的波谷)之间的距离；在纵波中，波长是两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之间的距离．

(4)在简谐横波的波形图线中，波长是一个完整的正(余)弦曲线波形在横轴所截取的距离．

4.波速、波长和频率(周期)的关系：v＝λf，v＝eq\f(λ,T).