第2节 机 械 波

第2节机械波一、波的形成与传播1．机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源。

(2)有传播介质，如空气、水、绳子等。

2．传播特点(1)传播振动形式、能量和信息。

(2)质点不随波迁移。

(3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。

3．机械波的分类4.(1)波长：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻点间的距离，用λ表示。

波长由频率和波速共同决定。

①横波中，相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于波长。

②纵波中，相邻两个密部(或疏部)之间的距离等于波长。

(2)频率：波的频率由波源决定，等于波源的振动频率。

(3)波速：波的传播速度，波速由介质决定，与波源无关。

(4)波速公式：v ＝λf ＝λT 或v ＝Δx Δt。

二、波的图象 1．坐标轴x 轴：各质点平衡位置的连线。

y 轴：沿质点振动方向，表示质点的位移。

2．物理意义：表示介质中各质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移。

3．图象形状：简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线，如图所示。

三、波的干涉、衍射和多普勒效应1．波的叠加 观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都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，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。

2．波的干涉和衍射(1)定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感受到波的频率发生变化的现象。

(2)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率发生变化。

(3)规律：①波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率变大。

②波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率变小。

③波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。

1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移。

(×)(2)机械波的频率等于振源的振动频率。

(√)(3)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移。

高二物理第十章 机械波知识精讲 人教版一. 本周教学内容：第十章 机械波 第一节 第二节二. 知识要点：〔一〕波的形成和传播1. 介质：传播振动的媒介物叫介质。

它可以是固、液、气三态中的任意一种。

2. 机械波的定义：机械振动在介质中的传播过程，波是传递能量〔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〔介质中开始振动的某点叫波源，波源振动带动与它相邻点发生振动，离波源较远，后一时刻起振的质点依次重复波源的振动，这样就形成了机械波〕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直线上的波叫纵波。

〔二〕波的图象、波长、频率和波速1. 横波的图象：〔1〕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。

〔2〕图象特点：是一条正弦〔余弦〕曲线。

〔3〕图象的物理意义：描述在波传播方向上的介质中的各质点在某时刻离开平衡位置的位移。

注意：① 波图象和振动图象是根本不同的，波图象描述的是介质中的“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。

② 波图象的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形一样。

③ 波传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图象中波可能向x 轴正向或x 轴负向传播。

2. 波长、频率和波速：〔1〕波长是两个相邻的在振动中对平衡位置的位移总是一样的质点间距离，在横波中，两个相邻的波峰〔或波谷〕中央间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻的密部〔或疏部〕中央间的距离等于波长，波长的大小也等于波的振动状态在一周期内传播的距离。

〔2〕频率f ：波的频率就是质点的振动频率，波的频率由波源决定，与介质无关。

机械波·知识点精解第一节、波的形成和传播1、机械波的形成和传播，机械波的产生条件(1)机械振动在媒质中的传播过程叫机械波，当一个质点开始振动，会引起邻近质点的振动，从而将振动在介质中传播起来而形成机械波。

(2)机械波产生的条件有两个：既要有做机械振动的物体做振源，又要有能够传播机械振动的媒质。

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)机械波的传播特点①后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动，离波源越远的质点的振动越滞后。

②对于一维简谐波来讲，各质点的振幅、周期相同且与波源相同。

③各振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波一起向外迁移。

④波不仅能传播振动形式和能量，而且还可以传递信息。

⑤当振源停止振动后，这种振动的形式还会继续向外传播。

⑥所有质点开始振动方向都相同，都与波源开始振动方向一致。

2、横波和纵波分类标准：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。

(1)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的机械波叫做横波，也称作凸凹波。

凸起局部的最高点叫波峰，凹下局部的最低点叫波谷。

(2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的机械波叫做纵波也称作疏密波；质点分布最密的地方叫做密部，质点分布最疏的地方叫做疏部。

3、振动和波动的区别和联系〔1〕两者的联系：①振动是波动的起因，波动是振动在媒质中向周围的传播。

②没有振动一定没有波动，有振动不一定有波动，但有波动一定有振动。

〔2〕两者的区别：①从运动的现象看，振动是一个质点或一个物体通过某一中心〔平衡位置〕的往复运动；而波动那么是媒质是大量质点依次发生振动而形成的集体运动。

②从运动的原因看，振动是由于质点离开平衡位置后受到回复力的作用；而波动是由于弹性媒质中某一局部受到扰动后发生形变，产生了弹力而牵连与它相邻局部质点也随同它做同样的运动，这样由近及远地向外传开，在波动中各局部也受到回复力作用。

高二物理第十二章机械波第1~3节人教实验版[本讲教育信息]一. 教学内容：第十二章机械波第一节波的形成和传播第二节波的图像第三节波长、频率和波速二. 重点、难点解析1. 掌握机械波的形成过程及波传播过程的特点；2. 了解机械波的分类；3. 明确机械波的产生条件及其传播特征；4. 知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。

5. 知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。

6. 根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。

7. 了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。

8. 理解波长、频率和波速的物理意义。

9. 理解波长、频率和波速之间的关系。

三. 知识内容第一部分〔一〕波的形成和传播质点振动时，由于质点间的相互作用，就带动相邻的质点振动起来，该质点又带动后面的质点振动起来，这样振动的状态就传播出去，形成了机械波。

例如—水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。

绳波：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。

〔二〕横波和纵波从质点的振动方向和波的传播方向之间关系来看，机械波有两种基本类型：1. 横波：质点振动的方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波，如绳波。

在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横波是以波峰波谷这个形式将机械振动传播出去的，这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形。

2. 纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。

在纵波中，质点分布最密的地方叫做密部，质点分布最疏的地方叫做疏部，纵波在传播时呈现出疏密相间的波形。

〔三〕机械波1. 机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波。

2. 机械波的产生条件：振源和介质。

振源——产生机械振动的物质，如在绳波中绳子端点在手的作用下不停抖动就是振源。

学校班级姓名日期第二章机械波第2节波速与波长、频率的关系●●●目标导航●●●1．知道什么是波的波长．2．知道什么是波传播的周期(频率)，理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系．3．理解决定波的周期(频率)的因素，并知道其在波传播过程中的特点．4．理解波长、周期(频率)和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题．◆◆◆课前预习◆◆◆〖自主学习〗1．在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的。

2．波源质点振动的周期（或频率）就是波的。

（1）同一种波在同一种介质中传播时周期（或频率）保持。

（2）每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个的距离。

（3）每经历一个周期，原有的波形图不改变。

3．波速描述的是在介质中传播的快慢程度．（1）波速的大小由的的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度．（2）一列波在同种均匀介质中是传播的，即s＝vt．4．波长、周期(或频率)和波速的关系：．〖问题发现〗★★★课堂突破★★★〖探究1〗对于“波长”概念的理解1.某时刻绳波中P、Q、R、S、M五个质点位移相等，判断P与Q、P与R、R与M、P与M之间的距离是否是一个波长．2.质点完成一次全振动，波向前传播波长，即波在一个周期内向前传播波长．可推知，质点振动1／4周期，波向前传播波长；反之，相隔1／4波长的两质点的振动的时间间隔是周期．并可依此类推。

3．在波动中，各质点离开平衡位置的最大距离，即振动的振幅，也称为波的振幅，如图所示。

总结：（1）相距一个（或整数）个波长的质点的振动位移它们的振动速度的大小和方向（2）对于横波，相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于波长;对于纵波，相邻的两个密部中央或相邻的两个疏部中央之间的距离等于波长〖典例1〗关于波长下列说法正确的是()A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B．在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C．在波形图上速度最大且方向相同的相邻两质点间的距离等于一个波长D．在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长【归纳反思】〖探究2〗对于“周期、频率”概念的理解问题引导：在波动中，各个质点的周期和频率有什么关系？与波源的周期和频率有什么关系？总结：（1）波的周期和频率也就是的周期和频率、波源做一次全振动，在介质中正好形成一个完整的波形，所以波的频率反映了每秒内形成完全波的个数。

第2节机械波一、机械波横波和纵波1．机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源。

(2)有传播介质，如空气、水等。

2．传播特点(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。

(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。

(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零。

3．机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)。

(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，有密部和疏部。

二、横波的图像波速、波长和频率的关系1．横波的图像(1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。

(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。

(3)图像：2．波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。

(2)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定。

(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率。

(4)波长、波速和频率的关系：①v＝λf；②v＝λT。

三、波的干涉和衍射现象多普勒效应1．波的干涉和衍射2．多普勒效应(1)条件：波源和观察者之间有相对运动。

(2)现象：观察者感到频率发生变化。

(3)实质：波源与波的频率不变，观察者接收到的频率变化。

[深化理解]1．在波的传播方向上各质点起振的方向与波源的起振方向相同。

2．已经形成的波跟波源无关，即使波源停止振动，波仍然继续向前传播。

3．波的周期性、波传播的双向性及质点振动的双向性是波动问题产生多解的主要因素。

4．当两波源为同相波源时，到两波源的距离差为波长的整数倍的点为加强点，而两波源为反相波源时，到两波源的距离差为波长的整数倍的点为减弱点。

加强点指的是振幅变大，质点仍在振动，并非一直远离平衡位置，减弱点的振幅可能为零，即静止不动。

5．发生衍射是无条件的，发生明显衍射是有条件的。

第2节波的图象1.如图1所示，下列说法中正确的是( )A．此列波的振幅是0.1 mB．x＝15 m处质点的位移是0.1 mC．若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向图1D．A的加速度沿y轴的负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向解析：从波动图象上可以直接读出振幅、某质点的位移，判定运动方向，可知A、C、D 均正确。

答案：ACD2．一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图2所示的凹凸形状，对此绳上A、B、C、D、E、F6个质点有( )图2A．它们的振幅相同B．其中D和F的速度方向相同C．其中A和C的速度方向相同D．从此时算起，B比C先回到平衡位置解析：各质点先后达到波峰或波谷处，振幅相同，选项A正确。

由于各质点均要“尾随”前边质点振动，在波向右传播时，质点D向上振动，质点F向下振动，二者虽然速度大小相同，但方向不同，B错。

同样理由，知A向下运动，C向上运动，二者速度方向相反，C错。

从此时起，B和C均向上振动，显然B先达波峰，先回到平衡位置，选项D正确。

答案：AD3．如图3所示，实线为简谐波在时刻t的图象，虚线为简谐波又经Δt时间后的图象。

则下列说法中正确的是( )图3A．这列简谐波一定沿x轴正向传播B．这列简谐波一定沿x轴负向传播C．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置D ．实线上的质点a 经Δt 时间后位于虚线上a 2位置解析：经Δt 时间后的波形可能是t 时刻的波形向右平移(向右传播)得到的，也可能是向左平移(向左传播)得到的，根据题意无法判断，A 、B 错误；波上质点在平衡位置上下两侧振动，并不随波迁移，故C 错误，D 正确。

答案：D4．(2011·重庆高考)介质中坐标原点 O 处的波源在t ＝0时刻开始振动，产生的简谐波沿x 轴正向传播，t 0时刻传到L 处，波形如图4所示。

下列能描述x 0处质点振动的图象是( ) 图4图5解析：波向右传播，由波形图知t 0时刻x ＝L 处的质点向下振动，则各质点开始振动方向向下，选项A 、B 错误；由波形图还知在t 0时刻，x ＝x 0处的质点向下振动，则选项C 正确、选项D 错误。