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第1节 波的形成
第三章 机械波
思考：做波动运动的五星红旗、丝带、水波等上的每个点也在向前运动吗
在我们日常生活中有许多种波动形式，如五星红旗迎风飘摆，舞蹈演员手中的丝带，树枝敲打水面会形成水波等。
1.知道波是振动形式的传播，知道波在传播振动形式的同时也在传播能量和信息；
2.能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷，什么是密部和疏部；
3.知道机械波和机械波形成的条件。
知识点一、波的形成
彩带上的波浪翻卷实际是振动在彩带上传播的结果。振动的传播称为波动，简称波。波是怎样形成的？
绳上做的标记，在波传播的过程中，这个标记怎样运动？它是否随着波向绳的另一端移动？
演示: 观察绳波的产生和传播
设想:把绳分成很多小段
质点之间有相互作用力
每一个小段可以看做一个质点
绳子上的各点只是在一定位置上下振动，没有向前运动。
1.绳波的形成过程：
（1）绳子各部分看成许多质点组成，质点与质点之间分之间存在着相互作用的弹力
（2）沿波的传播方向上，后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动，质点依次被带动，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了，整体上形成了凹凸相间的波形。
2.绳波的传播特点
（1）介质各个质点不是同时起振，但起振方向与振源方向相同。
（2）离振源近的质点先起振。
（3）质点只在平衡位置附近往复运动，并不随波迁移。
（4）波传播的是振动形式和能量。
（5）传播过程中各质点的振动都是受迫振动，驱动力来源于振源，各质点起振时与振源起振时的情况完全相同，其频率等于振源频率。
团体操表现波浪
做一做：
一组学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。
1.一列波由波源向周围扩展开去，下列说法中错误的是（　　）
A．介质中各质点只是振动，没有沿波的传播方向迁移
B．介质中各质点振动方式由近及远传播开去
C．介质中各质点振动的能量由近及远传播
D．介质中各质点由近及远传播开去
D
练一练
2.在平静的湖面上漂着一小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条将（　　）
A．随波纹漂向湖岸
B．波纹传到小木条处，小木条仍不动
C．向波源处漂动
D．在原来位置做上下振动
D
（1）定义：质点的振动方向和波的传播方向垂直的波。
（2）波峰和波谷：在横波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。
（3）横波只能在固体中传播。
知识点二、横波和纵波
1．横波
波峰
波峰
波谷
振动方向
波的传播方向
平衡位置
2．纵波
演示：观察弹簧形成的波
如图，将一根长而软的弹簧水平放置在光滑平面上，在左端沿弹簧轴线方向不断推、拉弹簧，观察实验现象。
实验中观察到，弹簧圈密集的部分和稀疏的部分交替向右传播，在弹簧上形成一种与横波不一样的波。
（1）定义：质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波，在固体、液体和气体介质中均能传播，例如声波。
（2）特征：疏密相间，具有交替出现的密部和疏部。
（3）纵波能在固体、液体、气体等所有物质中都能传播。
2．纵波
密部
疏部
密部
疏部
波的传播方向
质点振动方向
我们把一系列弹簧圈看成一系列质点，它们之间由弹力联系着。手执弹簧一端左右振动起来以后，前面的质点依次带动后面的质点左右振动，但后一个质点总比前一个质点迟一些开始振动。也就是说，后一个质点振动的相位总比前一个质点落后一些。这样，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。
思考：弹簧的纵波是如何形成的呢？
发声体振动时在空气中产生的声波是纵波
例如：振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩邻近的空气，使这部分空气变密，叉股向另一侧振动时，又使这部分空气变得稀疏。
知识拓展
（1）声波有横有纵，但大部分是纵波，要看传播的介质。声音在空气传播是纵波，因为声音在传播过程中是空气（介质）发生膨胀和收缩 是沿着声波传播方向的。声波在固体中传播可能是横波也可能是纵波。
（2）地震波既有横波又有纵波。
1.下列关于横波和纵波的说法，正确的是（　　）
A．横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B．横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向平行
C．纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动
D．能形成波峰、波谷的波是横波
A
练一练
2.关于横波和纵波，下列说法正确的是（　　）
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．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
C．形成纵波的质点随波一起迁移
D．波源上下振动形成的波是横波
A
知识点三、机械波
1.定义：机械振动在介质中传播，形成机械波。
2.条件：波的产生必须同时满足两个条件
（1）波源：作机械振动的物体（或质点）
（2）介质：能传播振动的媒介物（如：绳、弹簧、水、空气等）
3.波动过程中介质中各质点的运动规律
（1）先振动的质点带动后振动的质点。
（2）后振动的质点重复前面质点的振动。
（3）后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。
概括起来就是“带动、重复、落后”。
4.波的特点
（1）当波源的介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式。
（2）机械波向前传播的是振动形式、能量和信息。
（3）沿着波的传播方向向前看去，前面各质点的振动位相都依次落后于波源的振动位相。
（4）传播过程中各质点的振动都是受迫振动，驱动力来源于波源。介质中各个质点的起振方向、周期、频率、和波源相同，不考虑能量损失时振幅也相同。
5.振动和波动的区别与联系
联系与区别 波动 振动
联系 1、因果关系
2、频率关系
区别 1、研究对象
2、力的来源
3、运动性质
振动是波动的原因，波动是振动在介质中传播的结果。有波动一定有振动，有振动不一定有波动。
波动的频率与振动的频率相同
介质中参与波动的大量质点
单个质点
介质中各质点间的弹力
质点所受的回复力
同一介质中传播速度不变
质点做变加速运动
1.以下关于机械波的几种说法中，正确的是（　　）
A．有机械振动必定会有机械波
B．机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定
C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度
D．在波动的过程中，波上的质点是沿着波形曲线运动的
B
练一练
2.下列关于波的现象的说法中正确的是（　　）
A．只要有机械波产生，一定可以找到产生机械波的波源
B．把小石块扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物向远方运动
C．某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源
D．横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同一方向传播
A
波的形成
横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直的波
横波和纵波
机械波
纵波：质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上波
产生条件：波源和介质
定义：机械振动在介质中传播
波的形成
传播特点：传播振动形式，质点不随波迁移

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