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