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(共26张PPT)
第16章机械波
01.波的形成
振动的传播称为波动，简称波。波是生活中常见的现象，比如水波，声波，超声波，绳波，地震波，电磁波……
一.机械波
1.定义：机械振动在介质中传播，形成了机械波
问题：形成机械波需要什么条件？
2.产生条件：
振源：产生振动的源头
视频中电铃是振源，绳
波的振源是振动的水……
介质：传播振动的媒介
水波介质是水，绳波介质
是绳，声波介质是空气，
弹簧波介质是弹簧……
实验表明，机械波的传播需要介质（电磁波可以在真空中传播，不需要介质）
问题：有机械振动一定会形成机械波吗？
答：如果没有介质，有机械振动不会形成机械波，但如果有机械波存在，一定有振源。
注意：
①有振动不一定存在波，有波一定存在振动。
②振源停止振动，波还能传播一会儿
问题：机械波是如何产生的呢？
右图更清楚地描绘了绳中质点的运动与波的传播的关系。图中小圆点代表绳中的质点，相邻质点之间有相互作用力，这使得一个质点的运动会影响相邻质点的运动。
质点P0在沿上下方向振动，依次牵动质点P1，P2，P3，…使它们也运动起来。若在t＝T/4时刻，质点P0到达了最高点，则P2将刚要开始运动。质点P0到达最高点后又开始下落，当t＝T/2时它又回到平衡位置，而这时P2刚刚到达最高点，质点P4则刚要开始运动。下面两幅图是随后3T/4、T时刻各质点的位置及波的形状。
二.机械波的形成
形成原因：介质可以看成是由许多质点组成的 质点之间有相互作用 一个质点的振动会引起相邻质点的振动 后一个质点总比前一个质点落后一段时间振动 质点依次被带动 振动的状态就沿绳子传播出去形成机械波
二.机械波的形成
注意：
①质点只在自己平衡位置附近做振动，并不随波迁移，传播的只是振动这种运动形式（波在向前平移）
②机械波具有：关联性、滞后性、周期性
③机械波可以传播能量，还可以传播信息
④所有质点的起振方向都和振源起振方向相同
思考：日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？
不能。向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去。但是水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。
三.机械波分类
1.横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波（只能在固体中传播）
波峰与波谷：凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。横波也叫凹凸波
形成原因：把弹簧圈看成一系列质点 手执弹簧一端左右振动 前面的质点依次带动后面的质点左右振动 后一个质点总比前一个质点迟一些开始振动 弹簧一端左右振动的状态就沿弹簧传播开来 从整体上看，就形成了疏密相间的波。
弹簧纵波
三.机械波分类
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，叫作纵波（固液气体中都能传播）
密部与疏部：质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。纵波也叫疏密波
注意：绳波是横波，声波是纵波，水波比较复杂，高中当成横波处理，地震波既有横波又有纵波
四.“振动”与“波动”的区别与联系
1.区别：
振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动
2. 联系：
①都是周期性运动，波动周期等于振源振动周期
②有波动一定有振动，有振动不一定有波动
③波动是振动形式的传播过程，同时还能够传播能量和信息
④某一质点所呈现的现象是振动，从构成介质的所有质点整体来看，所呈现的现象是波动．
思考与讨论：
各个质点振动的相位相同吗？
周期频率相同吗？
振幅相同吗？
起振方向相同吗？
不相同
相同
相同
相同
例1. 关于机械波，下列说法中正确的是 ( )
A.有机械振动，必会形成机械波
B.有机械波必有机械振动
C.机械波是机械振动在介质中传播的过程，它是传递能量的一种形式
D.振源一停止振动机械波立即停止传播
例2.机械振动在介质中传播，下列说法中正确的是 ( )
A.介质中的各质点在各自的平衡位置附近作振动
B.介质中相邻质点间必存在相互作用力
C.介质中的各质点同时开始振动
D.介质中的各质点随波的传播而迁移
AB
BC
例3.关于横波和纵波，下列说法中正确的是 ( )
A.质点作上下振动的波叫横波
B.质点的振动方向与波的传播方向一致的波叫纵波
C.横波中位于波谷与波峰的点都是该时刻位移最大的点
D.横波中，位移最大的点在波峰，位移最小的点在波谷
例4.关于振动和波的关系下列说法正确的是（ ）
A.有机械波必有振动
B.有机械振动必有波
C.离波源远的质点振动较慢
D.波源停止振动时，介质中的波立即停止传播
C
A
例5.如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。
（1）请判断此机械波的类型。
（2）P点从平衡位置刚开始振动时，是朝
着哪个方向运动的？
答：横波，向上
课堂训练：
1.以下关于机械波的认识正确的是（ ）
A.形成机械波一定要有波源和介质
B.介质中各质点的振动频率与波源的振动频率相同
C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
2.关于波下列说法正确的是 （ ）
A.质点振动方向总是垂直于波传播的方向
B.波在传播的过程中，沿波的传播方向上的介质质点依次做受迫振动
C.物体做机械振动，一定产生机械波
D.如果振源停止振动，在介质中传播的振动也立即停止
AB
B
3.下列说法正确的是（ ）
A.质点振动方向总是垂直于波传播的方向
B.波动过程是运动形式和质点由近及远的传播过程
C.如果波源停止振动，在介质中传播的波动不立即停止运动
D.横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此横波与纵波不可能沿同一方向传播
4.下列说法不妥的有（ ）
A．声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波
B．波不但传送能量，还能传递信息
C．发生地震时，由振源传出的既有横波又有纵波
D．一切波的传播均需要介质
C
BC
5.关于横波和纵波，下列说法中正确的是 （ ）
A.质点作上下振动的波叫纵波
B.沿水平方向传播的波叫横波
C.质点的振动方向与波的传播方向在同一条线上的波叫纵波
D.区分纵、横波的依据是质点振动方向和波传播方向关系
6.(多选)机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波。关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是(　　)
A．在横波中二者方向有时相同
B．在横波中二者方向一定不同
C．在纵波中二者方向有时相同
D．在纵波中二者方向一定不同
CD
BC
7. (多选)一列横波沿绳子向右传播，传播过程无能量损失，某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是( 　　)
A．它们的振幅相同
B．质点D和F的速度方向相同
C．质点A和C的速度方向相同
D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置
AD
8.(多选)某地发生7.1级强地震，若恰好在震源(位于地下)正上方地区的一个观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差5s，已知在这一地区地震波的纵波和横波的传播速率分别为9km/s和4km/s，若近似认为波的速度恒定，则下列判断正确的是(　　)
A．地震时，震源正上方地区的建筑物先左右振动、后上下振动
B．地震时，震源正上方地区的建筑物先上下振动、后左右振动
C．震源距该观测站的距离为25km
D．震源距该观测站的距离为36km
BD

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