机械波的形成.doc

一：波的形成与传播
(1)波是大量质点整体呈现的一种运动现象。（由于质点之间的相互作用，质点的的振动形式沿着某一方向传递就形成了波）
(2)波的形成条件：振源、介质。
(3)波传播的是能量和振动形式，质点不随波传播（质点是在平衡位置附近做机械振动）。
二：波的分类
(1)横波：质点的振动方向与传播方向垂直。特征：有波峰、波谷。如绳波。
(2)纵波：质点的振动方向与传播方向在一条直线上。特征：有疏步、密部。如弹簧波、声波等。
(3)地震时既有横波也有纵波。
三：机械波
(1)定义：机械振动在介质中的传播形成机械波。
(2)形成机械波时，介质中的物质并不随波一起传播，它们在振动。波传播的是振动这种运动形式。(前面的质点带动后面的质点一起振动)。
(3)波是能量的一种传递方式，同时也传播信息（波源的信息）。
(4)振动和波的区别：振动是波的起因，波是振动的传播；振动是单个质点的运动，波是一系列质点的运动现象。有波一定有振动，有振动不一定有波。
(5)形成机械波的条件：有机械振动的物体（振源）；有介质。
四：描述波的物理量
(1)波长定义：沿着波的传播方向，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。单位：米，符号：λ。
①在横波中波长等于相邻两个波峰或波谷之间的距离；在纵波中波长等于相邻两个密部或疏部的中央之间的距离。
②质点振动一个周期，振动形式在介质中传播的距离恰好等于一个波长，即：振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。
(2)波速定义：波的传播快慢（不是质点振动的快慢），其大小由介质的性质决定的，在不同的介质中速度并不相同。单位：米／秒  符号：v
表达式：v＝λ／T=λf v=x/t
(3)周期和频率：质点振动的周期又叫做波的周期(T)；质点振动的频率又叫做波的频率(f)。波的振动周期和频率只与振源有关，与媒质无关。（媒质质点的振动都是受迫振动，所以周期同振源的周期）
五：波的图象：
1、 波的图象：
在直角坐标系中：
横坐标——表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。
纵坐标——表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
2、物理意义：波的图象表示介质中各质点在某一时刻(同一时刻)偏离平衡位置的位移的空间分布情况。在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，不同时刻的波形曲线是不同的
3、从波的图象上可获取的物理信息
Y/cm
X/m
A
0
2
5/cm
●
2
波长，振幅，各质点的位移，已知传播方向判断振动方向（沿传播方向看，上坡下，下坡上。） 波传播的时候可以看成波的图象沿传播方向平移。
例1由图知该该时刻此列波的振幅为5cm，波长为2m，A点的位移为2cm，如果该列波向右传播A点在下坡路上，所以A向上振动，如果该列波向左传播A点在上坡路上，所以A向下振动。
同样如果告诉A的振动方向也可以反过来判断波的传播方向。
如果告诉波速为v=20m/s。则波的周期为T=λ/v=0.1s.

例1、如图3所示为一列简谐波在某一时刻的波的图象。　求：
(1)该波的振幅和波长。
(2)已知波向右传播，说明A、B、C、D质点的振动方向。(3)画出经过T／4后的波的图象。
　　解：(1)振幅是质点偏离平衡位置的最大位移，波长是两个相邻的峰峰或谷谷之间的距离，所以振幅A＝5cm，波长＝20m。
(2)根据波的传播方向和波的形成过程，可以知道质点B开始的时间比它左边的质点A要滞后一些，质点A已到达正向最大位移处，所以质点月此时刻的运动方向是向上的，同理可判断出C、D质点的运动方向是向下的。
(3)由于波是向右传播的，由此时刻经T／4后波的图象，即为此时刻的波形沿波的传播方向推进T／4的波的图象，如图4所示

例2：如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线.经0.5s后，其波形如图中虚线所示．设该波的周期 大于0.5s．

（1）如果波是向左传播的，波速是多大?波的周期是多大?
（2）如果波是向右传播的，波速是多大?波的周期是多大?
分析：根据题意，这列波的周期大于0.5s，所以经过0.5s的时间，这列波传播的距离不可能大于一个波长 .当波向左传播时，图中的波峰1只能到达波峰2，而不可能向左到达更远的波峰.当波向右传播时，图中的波峰1只能到达波峰3，而不可能向右到达更远的波峰.已知传播的时间为 ＝0.5s，由图可以知道波的传播距离 ，由公式 就可以求出波速 .由图可以知道波长 ，由公式 就可以求出周期 ．
解：1、如果波是向左传播的，从图可以看出，虚线所示的波形相当于实线所示的波形向左移动了6cm( 个波长)，由此可求出波速为
＝0.12m/s
波的周期为：2.00s
　　2、如果波是向右传播的，从图可以看出，虚线所示的波形相当于实线所示的波形向右移动了18 cm( 个波长)，由此可求出波速为
　　  =0.36m/s
　　波的周期为：
　　 0.67s

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