第2章 2.1 機械波的產(chǎn)生

1、.2.1機械波的產(chǎn)生學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1.知道機械波的形成過程和條件.重點、難點2.知道什么是橫波、波峰和波谷.難點3.知道什么是縱波、密部和疏部.4.知道機械振動在介質(zhì)中傳播形成機械波，知道波在傳播運動形式的同時也傳遞了能量.重點機械波是怎樣形成的1.機械波機械振動在物質(zhì)中的傳播叫做機械波.2.產(chǎn)生條件波源和介質(zhì).3.產(chǎn)生過程沿波的傳播方向上各質(zhì)點的振動都受它前一個質(zhì)點的帶動而做受迫振動，對簡諧波而言各質(zhì)點振動的振幅和周期都一樣，各質(zhì)點只在自己的平衡位置附近振動，并不“隨波逐流，波傳播的只是振動和能量.1.質(zhì)點的振動位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波.×2.在繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)

2、點同時開場運動，同時停頓運動.×3.在繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)點的運動是近似的勻速直線運動.×1.振動和波的關(guān)系是什么？有振動是否一定有機械波？【提示】波源和介質(zhì)是形成機械波的必要條件，二者缺一不可，有振動不一定有機械波，有機械波一定有振動.2.機械波形成后，假設(shè)波源停頓振動，機械波會立即消失嗎？【提示】不會.波源停頓振動后，機械波傳遞的能量并沒有立即消失，因此機械波不會立即消失.1.機械波的形成2.波的特點1振幅：像繩波這種一維只在某個方向上傳播機械波，假設(shè)不計能量損失，各質(zhì)點的振幅一樣.2周期：各質(zhì)點振動的周期均與波源的振動周期一樣.3步調(diào)：離波源越遠，質(zhì)點振動越滯后

3、.4立場：各質(zhì)點只在各自的平衡位置振動，并不隨波遷移，且起振方向與振源的起振方向一樣.5機械波向前傳播的是振動這種運動形式，同時也傳遞能量和信息.1.如圖2­1­1是一列沿著繩向右傳播的繩波波形，此時波剛傳到B點，由圖可判斷波源A點開場的振動方向是_.圖2­1­1【解析】由于波剛剛傳到B點，所以B點此時的振動方向就是波源的起振方向，由圖根據(jù)波的傳播與質(zhì)點振動的關(guān)系可以知道，B質(zhì)點此時正向上振動，所以波源A質(zhì)點剛開場的振動方向向上.【答案】向上2.將一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈向外傳播的波紋，假如此時水面上有一片樹葉，那么樹葉運動情況是怎樣的

4、？【解析】波在傳播過程中，只傳遞振動能量和波源所發(fā)出的信息，而各質(zhì)點不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動.【答案】在原位置上下振動3.如圖2­1­2所示是某繩波形成過程的示意圖，質(zhì)點1在外力作用下沿直線方向做簡諧運動，帶動2,3,4各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端.t0時，質(zhì)點1開場向上運動，t時，1到達最上方，5開場向上運動.問：圖2­1­21t時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)是否運動、運動方向如何？2t時，質(zhì)點8,12,16的運動狀態(tài)如何？【解析】各質(zhì)點在各時刻的情況，如下圖.1由甲圖可知，t時，質(zhì)點8未到達波峰，正在向上振動，質(zhì)點1

5、2,16未振動.2由乙圖可知，t時，質(zhì)點8正在向下振動，質(zhì)點12向上振動，質(zhì)點16未振動.【答案】見解析機械波的形成和傳播特點1.機械波的形成過程及特點可以概括為“帶動、重復(fù)、落后，即前一質(zhì)點“帶動后一質(zhì)點振動，后一質(zhì)點“重復(fù)前一質(zhì)點的振動形式，并且后一質(zhì)點的振動“落后于前一質(zhì)點.2.就整個物體來說，呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動，而就構(gòu)成物體的單個質(zhì)點來說，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動.3.要畫另一時刻的波形圖，應(yīng)先確定特殊點的位置，即此時刻在平衡位置或最大位移處的點，如波源1和質(zhì)點5、9、13這些點的位置確定后，其他點可順勢找出.橫 波 與 縱 波1.比照定義標(biāo)識性物理量實物波形橫波質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向垂

6、直的波波峰：凸起的最高處波谷：凹下的最低處縱波質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向平行的波密部：質(zhì)點分布密集的部分疏部：質(zhì)點分布稀疏的部分2.聲波是縱波，它不僅能在空氣中傳播，也能在固體、液體中傳播.3.波傳遞的能量和信息1介質(zhì)中有機械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，因此說它傳播的只是振動這種運動形式.2介質(zhì)中本來靜止的質(zhì)點，隨著波的傳來而發(fā)生振動，可見波是傳遞能量的一種方式.3我們能用語言進展交流，說明波可以傳播信息.4介質(zhì)中質(zhì)點開場振動的方向均與波源開場振動的方向一樣.1.質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波都是橫波.2.假如波源停頓振動，介質(zhì)中的波也會立即停頓.×3.橫波在固體、液

7、體、氣體中都能傳播，縱波只能在氣體中傳播.×1.機械波的傳播有哪些特點？【提示】1傳播振動這種運動形式，介質(zhì)中各點不隨波遷移.2傳遞能量.3傳遞各種信息.2.地震波既有橫波也有縱波，試分析哪一種波對地面建筑物的破壞力大.【提示】橫波振動方向與波前進方向垂直，而縱波振動方向與傳播方向一致.在震中區(qū)，地震波直接入射地面，橫波表現(xiàn)為左右搖擺.縱波表現(xiàn)為上下跳動.另外，橫波振幅比縱波大，破壞力大，所以橫波的程度晃動力是造成建筑物破壞的主要原因.1.橫波和縱波的比較橫波縱波概念在波動中，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向互相垂直在波動中，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向在一條直線上介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳

8、播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播特征在波動中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部2.振動與波動的聯(lián)絡(luò)和區(qū)別振動波動運動現(xiàn)象振動是單個物體所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運動現(xiàn)象波動是介質(zhì)中大量的質(zhì)點受到擾動時，從擾動中心傳播開來的周而復(fù)始的運動現(xiàn)象運動的成因物體由于某種原因分開平衡位置，同時受到指向平衡位置的力回復(fù)力作用介質(zhì)中的質(zhì)點受到相鄰質(zhì)點的擾動而隨著運動，并由近及遠傳播開去，且各部分都受到指向原位置的力的作用聯(lián)絡(luò)1振動是波的起因，波是振動的傳播2有波動一定有振動，有振動不一定有波動3牢記波動的周期等于質(zhì)點振動的周期4.關(guān)于橫波和縱波，以下說法正確的選項是A.質(zhì)點的振動方向和波的

9、傳播方向垂直的波叫做橫波B.質(zhì)點的振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波C.橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部D.地震波是縱波E.聲波是橫波【解析】此題考察縱波和橫波的概念.由定義知，A、B、C正確.聲波是縱波，但地震波中既有橫波，又有縱波，故D、E不正確.【答案】ABC5.關(guān)于橫波和縱波，以下說法正確的選項是A.對于縱波，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向有時一樣，有時相反B.對于橫波，質(zhì)點的運動方向與波的傳播方向一定垂直C.形成縱波的質(zhì)點隨波一起遷移D.空氣介質(zhì)只能傳播縱波E.空氣介質(zhì)只能傳播橫波【解析】質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波是橫波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向平行的波是縱

10、波；縱波質(zhì)點的運動方向與波的傳播方向有時一樣，有時相反，A、B正確；無論橫波還是縱波，質(zhì)點都不隨波遷移，C錯誤；橫波不能在空氣中傳播，空氣只能傳播縱波，D正確，E錯誤.【答案】ABD6.一列橫波沿繩子向右傳播，傳播過程無能量損失，某時刻繩子形成如圖2­1­3所示的凹凸形狀.對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點，以下說法正確的選項是圖2­1­3A.它們的振幅一樣B.質(zhì)點D和F的速度方向一樣C.質(zhì)點A和C的速度方向一樣D.從此時算起，質(zhì)點B比C先回到平衡位置E.從此時算起，質(zhì)點E比F先到達波峰【解析】波源振動時，繩上各質(zhì)點通過互相間的作用跟著做受迫振動，不考慮傳播中的能量損耗時，各質(zhì)點的振幅均一樣，選項A正確；波傳播時，離波源遠的質(zhì)點的振動落后于離波源近的質(zhì)點的振動，并跟隨著離波源近的質(zhì)點振動.由題圖可知，波源在左端，因此，質(zhì)點D跟隨離波源近的質(zhì)點C正向上運動，質(zhì)點F跟隨離波源近的質(zhì)點E正向下運動，兩者速度方向相反，選項B錯誤；同理，此時質(zhì)點A