论波长为7cm～8cm机械波

物理机械波知识点总结物理机械波知识点总结高中物理选修3-4机械波重要知识点描述机械波的物理量——波长、波速和频率(周期)的关系⑴波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。

振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。

⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。

⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。

波速的大小由介质决定。

波的干涉和衍射衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。

产生显着衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。

干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。

产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。

稳定的干涉现象中，振动加强区和减弱区的空间位置是不变的，加强区的振幅等于两列波振幅之和，减弱区振幅等于两列波振幅之差。

判断加强与减弱区域的方法一般有两种：一是画峰谷波形图，峰峰或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。

二是相干波源振动相同时，某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数倍时振动减弱。

干涉和衍射是波所特有的现象。

高中物理选修3-4重要知识点相对论的时空观经典物理学的时空观(牛顿物理学的绝对时空观)：时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间没有任何联系。

相对论的时空观(爱因斯坦相对论的相对时空观)：空间和时间都与物质的运动状态有关。

相对论的时空观更具有普遍性，但是经典物理学作为相对论的特例，在宏观低速运动时仍将发挥作用。

时间和空间的相对性(时长尺短)1.同时的相对性：指两个事件，在一个惯性系中观察是同时的，但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。

2.长度的相对性：指相对于观察者运动的物体，在其运动方向的长度，总是小于物体静止时的长度。

而在垂直于运动方向上，其长度保持不变。

高中物理机械振动和机械波知识点1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动.(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大.(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f.(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小，它的周期就都是T.3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.(1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α(2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.(3)作简谐运动的单摆的周期公式为:①在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关.②单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关.③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值).4.受迫振动(1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.(2)受迫振动的特点:受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关.(3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大，这种现象叫做共振.共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率..5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.(1)机械波产生的条件:①波源;②介质(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.[注意]气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波.(3)机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.6.波长、波速和频率及其关系(1)波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.(2)波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定，与波源无关.(3)频率:波的频率始终等于波源的振动频率，与介质无关.(4)三者关系:v=λf7.★波动图像:表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线.由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅(注意单位)②从图像可以直接读出波长(注意单位).③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)8.波动问题多解性波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目假设一定的条件，可使无限系列解转化为有限或惟一解9.波的衍射波在传播过程中偏离直线传播，绕过障碍物的现象.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异.波发生明显衍射现象的条件是:障碍物(或小孔)的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多.10.波的叠加几列波相遇时，每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的独立性原理.11.波的干涉:频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉.产生干涉现象的条件:两列波的频率相同，振动情况稳定.[注意]①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的.振幅之差.②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小.如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源，当PS1-PS2=nλ时，振动加强;当PS1-PS2=(2n+1)λ/2时，振动减弱。

机械振动和机械波一、知识构造二、重点知识回忆1机械振动〔一〕机械振动物体〔质点〕在*一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。

回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。

产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。

b、阻力足够小。

〔二〕简谐振动1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。

简谐振动是最简单，最根本的振动。

研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置〔平衡位置〕为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。

因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k*，其中“－〞号表示力方向跟位移方向相反。

2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。

3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能〔重力势能和弹性势能〕都随时间做周期性变化。

〔三〕描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A 〞表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。

2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟振子完成全振动的次数。

振动的周期T 跟频率f 之间是倒数关系，即T=1/f 。

振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。

〔四〕单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。

物理机械波传播规律波动是自然界中一种普遍存在的现象，而机械波是其中一种常见的波动形式。

机械波的传播规律是物理学中的重要内容，它揭示了波动现象的本质和特点。

本文将探讨机械波的传播规律，并从波的传播速度、反射、折射等方面进行分析。

首先，我们来讨论机械波的传播速度。

机械波的传播速度与介质的性质有关。

在同一介质中，机械波的传播速度是恒定的，与波长和频率有关。

传播速度等于波长乘以频率，即v=λf。

这个公式表明，波长越长，频率越低，传播速度越慢。

这也解释了为什么声音在空气中传播速度比在固体中慢的原因。

其次，我们来探讨机械波的反射现象。

当机械波遇到边界时，会发生反射现象。

反射是波动现象中常见的现象，也是我们日常生活中常见的现象。

反射现象符合入射角等于反射角的定律。

入射角是入射波与法线之间的夹角，反射角是反射波与法线之间的夹角。

根据定律，入射角和反射角的大小相等，但方向相反。

这一定律解释了为什么我们可以看到镜子中的自己，以及为什么声音可以在墙壁上反射。

接下来，我们来讨论机械波的折射现象。

折射是波动现象中另一个重要的现象，也是由介质的性质引起的。

当机械波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。

根据斯涅尔定律，入射角、折射角和两种介质的折射率之间有一定的关系。

斯涅尔定律表明，入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足sinθ1/sinθ2=n2/n1，其中θ1和θ2分别是入射角和折射角，n1和n2分别是两种介质的折射率。

这个定律解释了为什么光在从空气进入水中时会发生折射，以及为什么声音在从空气进入固体中时会发生折射。

除了传播速度、反射和折射外，机械波还具有其他的传播规律。

例如，机械波在传播过程中会发生干涉现象。

干涉是两个或多个波相互作用产生的现象。

当两个波相遇时，它们会叠加在一起形成新的波形。

如果两个波的相位相同，它们会增强彼此，形成干涉峰；如果两个波的相位相反，它们会相互抵消，形成干涉谷。

干涉现象可以用来解释光的干涉实验和声音的共鸣现象。

细纱前胶辊机械波解决措施郑兵陈林祥（安徽省华茂纺织股份有限公司）细纱前胶辊在纺纱运转中会产生8 cm～10 cm的机械波，介绍了胶辊机械波的波谱图特征，分析了胶辊机械波产生的主要原因，指出了在生产管理、胶辊制作、运转操作方面采取的预防措施。

中国加入WTO后，纺织品国际化市场竞争日益激烈，因而，对成纱质量水平的要求愈来愈高。

近几年来，国内纺纱厂都加大了资金投入，提升装备水平。

同时不断应用新技术、新工艺、新器材，使成纱质量水平得到较大幅度的提高。

但是，影响布面实物质量的纱线机械波问题却逐渐突出，直接影响了企业的市场竞争力。

1 机械波成因产生机械波的主要因素：一是由罗拉在牵伸过程中引起的；二是由胶辊在牵伸过程中引起的。

我公司各纺部分厂，近期更换使用了大量的进口罗拉和国产同禾罗拉，使7cm～8cm 的罗拉机械波基本消除。

但是，由胶辊引起的机械波却时有发生，防不胜防。

所以，这一突出的技术问题是急待解决的一项重要课题。

虽然产生胶辊机械波的原因比较复杂并属多因素，但只要认真加以分析与研究，抓住主要矛盾采取措施，精心管理，完全可以将胶辊机械波降到最低限度。

2 胶辊机械波的形态特征机械波是由于机械的周期运转，机械缺陷因素在牵伸过程中表现为有规律性的周期变化，造成纱条不匀呈有规律性变化的现象。

但作为弹性体的胶辊，它所包含的技术因素除有直接传递的径跳因素、圆周形变的应力差异因素、胶辊轴承的不良传导因素等，同时包含着圆周表面的摩擦因素。

所以，它所涉及的技术因素比较广泛。

在乌斯特条干仪的波谱图上，机械波的基本波形为许多凸起长条形的平滑曲线，当某波长是处于偶发性高耸（波幅）时为有害机械波。

对照波谱图的波长、波形及不匀率曲线形态基本可判断出产生故障的机械零部件。

细纱前胶辊引起的纱条周期不匀的间隔长度为波长，一般为8cm～10cm机械波。

3 产生胶辊机械波的主要原因3.1 套制与压圆胶辊的套制和压圆整形工作特别重要，对降低成纱条干CV值、条干管间CV值，尤其是对胶辊机械波的产生影响较大。

技术｜机械波的计算与识别随着人们对衣着面料需求档次的提高和国内外纱线市场的激烈竞争，越来越多的纺织企业将攻克细纱机牵伸机械波作为企业发展的首要任务。

1机械波分类细纱机纺纱机械波是因为机械缺陷造成纺纱牵伸周期变化，同时引起纱条不匀、呈规律变化的一种现象。

一般认为，机械波分为罗拉类、胶辊类和齿轮类。

2机械波的计算与识别1罗拉类机械波由于罗拉的缺陷造成的周期波称罗拉类机械波，其波长公式为：λ1=π·d·E式中：λ1——有缺陷的罗拉形成的周期波波长/cm；d——有缺陷的罗拉直径/cm；E——缺陷部件至输出件之间的牵伸倍数。

严格地讲，不仅是前罗拉才产生机械波，中、后罗拉也会产生机械波。

FA502、FA506系列细纱机多采用φ25 mm或φ27 mm的罗拉，前罗拉d=25 mm，E=1，λ值介于7 cm～8 cm之间，所以7 cm～8 cm之间如果出现有烟囱状的柱线，则一般判定是前罗拉缺陷造成的机械波，如图1所示。

2齿轮类机械波牵伸齿轮缺陷形成的周期波称齿轮类机械波，如图2所示。

波长公式为：λ2=i·π·d·E式中：λ2——有缺陷的牵伸齿轮形成的周期波波长/cm；i——有缺陷的齿轮至它所传动的罗拉的传动比；E——有缺陷的齿轮所传动的罗拉至输出件之间的牵伸倍数。

3胶辊类机械波与罗拉产生机械波的周期波波长公式相似，胶辊周期波长为：λ3=π·d·E鉴于国产细纱机采用SL6819铁芯，前胶辊外径一般为φ28 mm～30 mm，所以周期波长应为8.8 cm～9.4 cm，表现为9 cm～10 cm之间有突起的烟囱状柱线，如图3所示。

机械波是各纺织厂提高产品质量的“大敌”，应认真对待、彻底消除。

为此，一方面需要纺机制造厂提高技术水平，另一方面还需各纺织厂加强企业内部管理，做到抓质量、抓管理齐头并进，这样才能以优质产品取胜，在激烈的市场竞争中立于不败之地。

机械波·知识点精解1．机械波的形成(1)机械波的形成机械振动在媒质中的传播叫机械波。

(2)机械波产生的条件既要有振源，又要有传播振动的媒质。

振源是形成机械波的必要条件但不充分。

既有机械波就必有机械振动，但有机械振动不一定有机械波。

(3)机械波的特点①振动传播途径上的各质点的振动周期相同，且与波源的振动周期相同。

②离波源越远的质点的振动越滞后。

③各振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不“随波逐流”。

④机械波向外传播的是振动的形式，通过振动形式的传播将能量传输出去。

2．横波和纵波按照质点振动方向与波的传播方向的关系，可以把机械波分为横波和纵波。

质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的机械波叫做纵波；质点振动方向与波的传播方向垂直的机械波叫做横波。

3．波长、频率和波速(1)波长λ在波的传播方向上，两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离叫做波长，波长反映了波的空间周期性。

对于横波，相邻两波峰或相邻两波谷之间的距离等于波长；对于纵波，相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间距离等于波长(注意区别“叫做”与“等于”)。

(2)频率f机械波的频率表明机械波在单位时间的频繁程度。

机械波的频率等于振源的频率。

(3)波速V波的传播速度，即振动形式的传播速度，也是能量的传播速度。

①波速V=λ/T=S/t。

②在同种均匀媒质中，波速是一个定值。

波速只取决于媒质性质(见下表中声波在几种不同媒质中的传播速度)。

同时还与温度有关。

不能认为V由λ和T决定。

③注意区别波速与质点的振动速度这两个不同的概念。

两者的方向可能在同一直线上(纵波)，也可能相互垂直(横波)。

波的传播是匀速的，振动速度大小、方向随时都要发生变化。

性和时间周期性的联系，波源振动几个周期，波就向前传播几个波长。

4．波的图象表示在波的传播方向上，媒质量质点在同一时刻相对平衡位置的位移的曲线。

(1)对于简谐波来说，波的图象是按正弦曲线变化的。

机械波、波长、波速、频率一、简要知识点：1、机械波的概念；2、产生机械波的条件：3、横波的简单图象；4、波长和波速、频率的关系。

二、基本概念：（一）机械波的基本概念：1、介质：传播振动的媒介物叫做介质。

2、机械波的定义：机械振动在介质中的传播过程。

波是传播能量（振动形式）的一种方式。

注意：波在介质中传播时，介质中的质点只是在平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移。

3、产生机械波的条件：有振源和传播振动的介质。

4、机械波的分类：横波和纵波质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波；质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上的波叫纵波。

[例题1]下列关于机械波的说法中正确的是：A、有机械振动就有机械波；B、有机械波就一定有机械振动；C、机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式；D、没有机械波就没有机械振动。

[答案与解析] BC ；机械波是传递能量的一种形式；产生机械波的两个必要条件是机械振动和介质，单其中一个条件不是产生机械波的充分条件。

[例题2]一列波由波源向周围扩展开去，由此可知：A、介质中各质点由近及远地传播开去；B、介质中质点的振动形式由近及远的传播开去；C、介质中质点振动的能量由近及远的传播开去；D、介质中质点只是振动而没有迁移。

[答案与解析]BCD ；波在介质中传播时，介质中各质点并不随波逐流，而是在平衡位置附近振动。

（二）机械波的图象，波长、频率和波速：1、横波的图象：A、作法：用横轴表示介质中各个质点的平衡位置，用纵轴表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。

用平滑线连接某时刻各质点位移矢量的末端，就是该时刻波的图象。

B、图象特点：是一条正弦（余弦）曲线；C、图象的物理意义：描述在波的传播方向上的介质的各个质点在某时刻离开平衡位置的位移。

注意：波的图象和振动图象是根本不同的，波的图象描述的是介质中“各质点”在“某一时刻”离开平衡位置的位移；而振动图象描述的是“一个质点”在“各个时刻”离开平衡位置的位移。