1、第1页第十二章 机 械 波 第2页第1节 波的形成和传播第3页学习目标 1.知道机械波的概念、形成条件、形成过程.2.理解机械波波动过程的特点，知道其传播的是运动形式、能量和信息.3.知道机械波的分类第4页基础梳理 规律方法 第5页基础梳理第6页一、波的形成与传播以绳波为例分析：1波的形成当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动，相邻质点又带动更远一些的质点振动起来，后面的质点重复前面质点的振动，只是后面的质点总比前面的质点晚一些开始振动2波的传播绳端这种上下振动的状态沿绳传播出去，称为波的传播第7页二、横波和纵波机械波可分为横波和纵波两类，对比如下：定义波形特点实物波形横波质点
2、的振动方向与波的传播方向互相垂直的波波峰：凸起的最高处波谷：凹下的最低处第8页定义波形特点实物波形纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波密部：质点分布最密的位置疏部：质点分布最疏的位置注意：声波是纵波，它不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播第9页三、机械波1形成(1)机械振动在介质中传播，形成机械波(2)介质是指波借以传播的物质2产生条件(1)要有波源，(2)要有传播振动的介质第10页3传播特点(1)传递运动形式：介质本身并不随波迁移，传播的只是振动这种运动形式(2)传递能量：使本来静止的质点发生振动，说明波是传递能量的一种方式(3)传递信息：如：用语言进行交流，说明波可以传播
3、信息第11页绳波是怎样形成的？相邻的质点之间有相互作用力；前面的质点依次带动后面的质点振动，从整体上看，就形成了凹凸相间的状态向外传播第12页第13页图中的第一行表示在开始时刻(t0)各质点的位置，这时所有质点都处在平衡位置其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动，设振动周期为 T，则第二行表示经过了 T/4时各质点的位置，这时质点 1 已达到最大位移，正开始向下运动；质点 2 的振动较质点 1 落后一些，仍向上运动；质点 3 更落后一些，此时振动刚传到了质点 4.第三行表示经过了 T/2 时各质点的位置，这时质点 1 又回到平衡位置，并继续向下运动，质点 4 刚到达最大位移处，
4、此时振动传到了质点 7.依次类推，第四、五、第14页六行分别表示了经过 3T/4、T 和 5T/4 后的各质点的位置，并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形绳波的形成是各质点的一种共同运动形式第15页规律方法第16页规律一机械波的形成与传播正确理解机械波，要注意“振”和“传”两个特点：1波的形成过程概括起来就是“带动、重复、落后”，即先振动的质点带动后振动的质点，后振动的质点重复前面质点的振动，后面振动质点的振动状态落后于先振动的质点2介质中各质点并不随波迁移，只是传递振动这种运动形式，并伴随着能量和信息的传播第17页【例题 1】关于机械波的形成，下列说法中正确的是()A物体做机械振动
5、，一定产生机械波B后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C参与振动的质点都有相同的频率D机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递第18页【解析】机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处介质的质点不可能振动起来而形成机械波，故 A 选项错误任何一个振动的质点都是一个波源，带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故 B、C 选项正确形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离波源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从波源获得，故 D 选项不正确【答案】BC第19页
6、【例题 2】图甲中有一条均匀的绳，1、2、3、4是绳上一系列等间距的点现有一列简谐横波沿此绳传播某时刻，绳上 9、10、11、12 四点的位置和运动方向如图乙所示(其他点的运动情况未画出)，其中点 12 的位移为零，向上运动，点 9 的位移达到最大值试在图丙中画出再经过34周期时的波形图第20页【解析】(1)可先画出经过34周期时 9、10、11、12 的位置(2)然后再根据振动和波动的关系，在丙上画出再经过34周期时的波形图第21页从题中图乙可以看出，在图乙所示的时刻，该均匀绳上点 9达到最大位移时，点 12 正通过平衡位置向上运动，由于介质中质点都在各自的平衡位置附近往复运动，所以再经过3
7、4周期，点 9在平衡位置，而点 12 到达负的最大位移处由此可得出点 9 到点12 间的波形由这段波形也就知道了这一时刻整条绳上的波形如图丙所示第22页第23页【练 1】在机械波中有()A各质点都在各自的平衡位置附近振动B相邻质点间必有相互作用力C如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止D发声体在振动时，一定会产生声波第24页【解析】机械波在传播时，介质中的各质点在波源的带动下都在各自的平衡位置附近振动，并没有随波的传播而发生迁移在相邻质点间的作用力下，前一质点带动后一质点振动，故A、B 项正确，波源停止振动，介质中的质点仍然在振动，所以波仍继续传播产生波的条件必须有介质，C、D 项错误【
8、答案】AB第25页【练 2】一列简谐横波沿 x 轴传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点 F 的运动方向为 y 轴负方向，则()第26页A此波向 x 轴正方向传播B质点 C 将比质点 B 先回到平衡位置C质点 C 此时向 y 轴负方向运动D质点 E 的振幅为零第27页【解析】根据走波法可得该简谐波向 x 轴负方向传播，A项错误；此时 C 质点通过波峰位置向下运动，质点 B 正向波峰运动，质点 C 将比质点 B 先回到平衡位置，B 项正确；质点 C 在波峰，速度为零，C 项错误；该简谐波上各个质点的振幅相等，不为零，D 项错误【答案】B第28页规律二横波和纵波从三方面区别横波和纵波：1传播方向
9、横波中质点的振动方向和波的传播方向垂直，纵波中在一条直线上2传播介质横波只能在固体介质中传播，纵波在固体、液体和气体介质中均能传播3波形特征横波中出现波峰和波谷，纵波中出现密部和疏部第29页【例题 3】区分横波和纵波的依据是()A质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B波沿水平方向还是沿竖直方向传播C质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上D质点振动的快慢第30页【解析】如果取一根弹簧竖直放置，下端固定，手持上端上下振动，就可以形成一列纵波向下传播，此时介质中质点在竖直方向上振动横波与纵波在教材中唯一一个分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系，若互相垂直，为横波，若在一条直线上，为纵波，因此只有选项 C 正确【答案】C第31页【练 3】有关纵波与横波，下列说法中正确的是()A对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同B对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直C纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能D横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播第32页【解析】纵波的质点振动方向与传播方向在一条直线上，质点的振动方向在不断变化，故 A 选项错误；机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，无论横波和纵波都是这样，故 C 选项错误；纵波也可在固体中传播，故 D 选项错误【答案】B
