机械振动及机械波知识点(全)
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机械波的产生和传播
知识点一:波的形成和传播
(一)介质
能够传播振动的媒介物叫做介质。(如:绳、弹簧、水、空气、地壳等)
(二)机械波
机械振动在介质中的传播形成机械波。
(三)形成机械波的条件
(1)要有........... ;(2)要有能传播振动的.............. 。
注意:有机械波______ 有机械振动,而有机械振动_____________ 能产生机械波。
(四)机械波的传播特征
(1)机械波传播的仅仅是.......... 这种运动形式,介质本身并不随波_____________ 。
沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做 .................... 振动,因此波动的过程
是介质中相邻质点间依次“带动”、由近及远相继振动起来的过程,是将这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。
对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都................. ,各质点仅在各自的....... 位置附近振动,并
随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。
(2)波是传递能量的一种运动形式。
波动的过程也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程,所以波动过程也是能量由近及远的传播过程。因此机械波也是传播一.............................. 的一种形式。
(五)波的分类
波按照质点一...... 方向和波的 ........ 方向的关系,可分为:
(1)横波:质点的振动方向与波的传播方向............ 的波,其波形为........... 相间的波。凸起的
最高处叫….......... ,凹下的最底处叫…............ 。
(2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向............ 的波,其波形为........... 相间的波。质点分
知识点二:描述机械波的物理量知识
(一) 波长(入)
两个一 ....... 的、在振动过程中对一 ............. 位置的位移总是相等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。
在纵波中,两个 ____________ 的密部(或疏部)间的距离等于波长。
振动在一个 __________ 内在介质中传播的距离等于一个波长。
(二) 频率(f )
波的频率由 ________ 决定,一列波,介质中各质点振动频率都相同,而且都等于波源的频率。
在传播过程中,只要波源的振动频率一定,则无论在什么介质中传播,波的频率都不变。
(三)波速(v )
振动在介质中传播的速度,指单位时间内振动向外传播的距离,即
波速的大小由 _______ 的性质决定。一列波在不同介质中传播其波速不同
对机械波来说,空气中的波速小于液体中的波速,小于固体中的波速。
(四)波速与波长和频率的关系
v . .....................
注意:一列波的波长是受 .............. 和 ............ 不同。
知识点三:机械波的图象
(一) 机械波的图象
波的传播也可用图象直观地表达出来。在平面直角坐标系中,用横坐标表示介质中各质点的
位置;用纵坐标表示某一时刻,各质点偏离 ................. 位置的位移,连接各位移矢量的末端,得出的 曲线即为波的图象,
(二) 物理意义
布最密的地方叫作
.......... ,质点分布最疏的地方叫作
制约的,即一列波在不同介质中传播时,波长
(三)简谐波(简谐振动在介质中传播形成的波)的图象是正弦(或余弦)曲线。
如图: i m
A 丁 \
n /
\卜 -A
(四)波的图象应用(由图象可获取的信息)
(1)振动质点的振幅A 、波长入。
如:一列简谐横波某一时刻的波形图如图所示:
若已知波速v= 16cm/s ,由v 可求周期T=
⑵这一时刻各质点的平衡位置、位移,回复力、加速度等。
⑶在波速方向已知时,可确定各质点在该时刻的振动方向
同侧法、上下坡法、质点带动法
(4)经过一段时间(A t 小于T/4)后的波形图
平移法
(
振动图象 波动图象
表示各质点在某一时刻离开
位置的情况。
如图中b 点的平衡位置在 cm 处,此时偏离平衡位置的位移为
cm . 回复力和加速度 均为 向最
大。
从图上可知振幅为
(反之也可以)
找前一
确定质点下时刻振动
到哪
波形图象随时间的延 长而沿着x 轴向传播方 向平移,由于前面各质
点的位置都要变化,因 此原来的图象也相应 会 ,形成新的波
形图象
机械波的现象
知识点四:波的衍射
(一) 衍射现象
波绕过障碍物到障碍物后面继续传播的现象,叫做波的衍射。
(二) 发生明显衍射现象的条件
障碍物或孔的尺寸比波长一................ ,或者跟波长 ...............
(三) 惠更斯原理对波的衍射的解释
波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛一个新的波源,由它发出与原来同频率的波
(称为子波)在孔后传播,于是,就出现了偏离直线传播的衍射现象。
判断 质点 在某
一时
刻振
动方
向的 方法
振动图象随时间的 时间 延长而继续延伸, 变化 原来的部分
对图
象的
影响
看下一 ________ ,沿 振动方向垂直横坐