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第三章 机械波
第1节 波的形成
物理学中将振动的传播称为波动，简称波。
水波
振动在水中传播的结果
绳波
振动在绳上传播的结果
波
【探究】绳波究竟是怎样形成的呢？
设想:把绳分成很多小段
每一小段均可看成一个质点
相邻两质点之间会存在相互作用的力
一、波的形成
当手握绳端上下振动时，绳端会带动相邻质点也上下振动起来。相邻质点又带动更远一些的质点振动起来……最终绳上的质点都振动起来，即绳端的振动状态沿绳子传出去。（只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动）
【思考1】绳上的点是不是随波一起迁移了呢？波传播的是什么？
【思考2】绳上各点是不是同时开始振动的，它们振动的步调一致吗？
【思考3】绳上各点开始振动时的方向 (起振方向) 与振源起振方向有什么关系？
【思考4】振源振动停止后波的传播会立刻停止么？
绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。
波传播的是振动这种形式。
各质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。
振动步调不一致：前一质点依次带动后一质点振动,但后一质点滞后振动。
绳上个点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。
质点说：我们从不“随波逐流”，
我们只是“波”的搬运工。
前面质点对后面质点说：“我的今天就是你的明天”
波源停止振动后，波仍向前传播。
时间上：各质点做受迫振动，周期、频率与波源相同。
空间上：质点只在自己的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”。
质点间：①质点的起振方向均与波源起振方向相同； ②沿着波的传播方向，先振动的质点带动后振动的质点。
各质点的运动特征
“带动、重复、滞后”
（1）因果关系：振动是波动的原因，波动是振动的传播。
（2）研究对象：振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。
振动与波动的联系与区别：
互相垂直
同一直线上
【观察与思考】观察绳波和推拉弹簧形成的波，判断这两种波在传播的过程中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？
纵波
横波
（1）定义：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波（凹凸波）。
（2）特点：有波峰、波谷．（凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷）
1、横波
二、横波和纵波
（3）说明：横波是靠物体内部形变而产生的弹力作为回复力，横波只能在固体内传播。（水波比较复杂，高中物理中通常视水波为横波。）
（1）定义：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（疏密波）
（2）特点：有密部、疏部．
（质点分布较密的部分叫密部，质点分布较稀的部分叫疏部）
（3）说明：纵波是靠介质质点的相互挤压而产生的作用力作为回复力。
纵波在固体、液体、气体中都能传播。
2、纵波
发声体振动时在空气中产生的声波是纵波.
声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。
【思考】发声体振动时在空气中产生的声波是横波还是纵波？
【多知道一点】地震波既有横波又有纵波
1、定义：机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。
2.产生条件：① 有振源。② 有可传播波的介质。
三、机械波
波源（振源）：能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
介质：凡是能传播机械振动的媒介物质，都可以叫做介质。
【注意】有振动不一定存在波，有波一定存在振动．
3、机械波的特点：
①沿波传播的方向：由近及远的传播。
②机械波传播的是振动的形式、能量和信息;
③各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移;
④介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率；
⑤各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。
⑥传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。
【练习1】关于横波和纵波，下列说法正确的是（ A ）
A.对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B.对于横波，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C.形成纵波的质点随波一起迁移
D.空气介质只能传播横波
【练习2】关于机械波，下列说法中正确的是( C )
A.物体做机械振动，一定产生机械波
B.机械波的传播方向就是介质中质点的振动方向
C.除振源外，机械波中各质点都做受迫振动
D.机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
【练习3】一列机械波在一水平绳上匀速传播，则以下说法中正确的是（　A　）
A．绳子上任意一点做受迫振动的周期相同
B．绳子上任意一点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅
C．绳子上相距为一个波长的两点振动情况是异步的
D．绳子上质点随波发生迁移
【练习4】(多选)关于机械波的说法正确的是（ ACD ）
A．相邻的质点要相互做功
B．机械波在真空中也能传播
C．波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动
D．除波源外，波中各质点都做受迫振动
【练习5】(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(　 ACD 　)
A.它们的振幅相同
B.质点D和F的速度方向相同
C.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置
D.从此时算起,质点E比F先到达波峰
【练习6】(多选)如图所示是绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下做简谐运动，带动其余质点依次上下振动。在 时，质点1到达最上方，质点5刚开始振动。下列说法正确的是（　ABD　）
A．质点5和质点1的振动频率相同
B．在 t =T /2 时，质点4加速度方向向上
C．从 t =T 开始的一小段时间内，质点11的速度正在减小
D．从 t =T 开始的一小段时间内，质点16的加速度正在增大
课堂小结

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