1、机械振动 机械波2 机械波第六章 一、机械波 1.定义：在介质中的传播称为机械波.2.产生条件：要有 ；要有传播振动的 .3.产生的原因：介质中各个质点间存在 ，前一质点带动后一质点的振动.机械振动波源介质相互作用 4.机械波的特点：(1)各质点只在各自 的附近做 .各质点的振动频率等 于 的振动频率.(2)波是大量质点的集体振动行为，但各质点的振动有 差，离波源越远，质点的振动越 .但各质点的起振方向一致.(3)波传播的是 ，质点并不随波迁移，而且波还可以传递 .平衡位置机械振动波源时间晚振动的形式能量 二、机械波的分类 1.横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 的波，凸起的最高处叫 ，凹
2、下的最低处叫 ，这种波在传播时呈现出凹凸相间的波形.2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 的波，质点分布最密的位置叫 ，质点分布最疏的位置叫 ，纵波在传播时呈现出疏密相间的波形.垂直波峰波谷同一直线上密部疏部 三、波的描述：波速、波长、频率在波动中，相对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做 .波的振动形式在介质中推进的速度叫做波速.波动中各质点的振动频率叫做波的 .波速、波长、频率这三个物理量之间的关系：v=(或v=).波长频率f/T 四、波的叠加、干涉和衍射 1.波在相遇时 保持各自的运动状态继续传播，在相遇的区域里，介质内部的质点 参加相遇的波列的振动，质点的位移等于相遇
3、波列单独存在时到达该处引起的 .相遇的波一旦脱离接触又会按照 继续传播.这就是波的叠加原理.仍然能够同时位移的叠加原来的运动状态 2.振动 和振动 相同的两列波叠加后，振动加强和振动减弱的区域 、的现象，叫做波的干涉.只有 相同的波才会互相干涉.3.波绕过 继续传播的现象，叫做波的衍射.当障碍物或狭缝的尺寸比波长小或相差不多时，衍射现象十分明显.4.干涉、衍射现象是 所特有的性质.频率方向互相间隔稳定分布频率障碍物波 五、多普勒效应 1.由于波源和观察者之间有 而使观察者接收到的波 的现象称为多普勒效应.2.当波源与接收者相互接近时，接收者接收到的频率 ；当波源与接收者相互远离时，接收者接收到
4、的频率 .3.多普勒效应是 共有的特征.相对运动频率发生变化增大减小波 波的形成条件 关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()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周期长 D.波源停振时，介质中的波动立即停止 要分清振动与波动的关系，必须明确其产生机理及产生条件，一个质点的振动会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式向外传播出去而形成机械波，但在缺少介质的情况下，波动现象就无法发生，故A对B错；波动形成以后，各质点的振动都先后重复波源的振动，故各质点的振动周期是一样的,C错;大量质点的振动所形成的波动不会因波源的停振而消失，因为能量不会无缘无故地消失，故D错.故选
5、A.在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，钟声仍余音缭绕，分析其主要原因是()A.大钟的回声 B.大钟在继续振动 C.人的听觉发生“暂留”的缘故 D.大钟虽停止振动，但空气仍在振动停止撞钟后，大钟的振动不会立即消失，因为振动能量不会凭空消失，再振动一段时间后，由于阻尼作用，振动才逐渐消失故B正确 波的传播规律 如图6-2-1所示，A是波源，各质点之间的距离为1m,当t=0时，A开始向上振动，经过0.1s第一次到达最大位移，此时波传播到C点，图6-2-1 则下列说法中正确的是()A.波的传播速度是10m/s，周期是0.4s B.波的频率是2.5Hz,波长是4m C.再经0.2s
6、，波传播到G点，F到达最大的位移 D.波传播到J点时共历时0.45s，这时质点H到达最大位移 依题意建立t=0.1s时的机械波的模型，如图a所示，再经过0.2s即从t=0开始到t=0.3s,此时刻机械波的模型如图b所示.由此可推算出传播到质点J时，机械波的模型如图c所示，建立起这样的动态物理模型，本题的问题就明朗化了.由于波动的形式是匀速地由A传播 到C点，则波速v=m/s=20m/s 由图可知，波源A第一次到达正上方的最大位移处时，t=T,所以知T=4t,即T=4t=40.1s=0.4s sAC=,则=4sAC=42m=8m 又f=Hz=2.5Hz1410.41T14st20.1 由以上分析
7、知,t=0.3s和t=0.45s时刻波的图象分别如图b和图c所示，从中可知，t=0.3s时刻，波传播到质点G，质点E到达最大位移处.t=0.45s时刻，波传播到质点J,质点H到达正最大位移处，所以该题正确答案为选项D.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是()A.质点上下振动形成的波是横波 B.质点水平振动形成的波是纵波 C.波沿水平方向传播，质点在竖直方向上下振动，这类波一定是横波 D.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波一定是纵波D选项中注意空间的想象比如，质点左右振动而波前后传播时仍为横波 波的干涉、衍射 关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是()A.两列频率不相同的波相遇时，因为
8、没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加 B.两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点 C.两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零 D.两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大 根据波的叠加原理，只要两列波相遇就会叠加，所以A错；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点不只是波峰与波峰、波谷与波谷相遇的点，所以B错；振动加强的点仅是振幅加大，但仍在平衡位置附近振动，也一定有位移为零的时刻，所以选项C正确，选项D错误.波的叠加原理是几列波相遇时的一般规律，而干涉现象是频率相同的两列特殊波叠加的结果.点评 如图6-2
9、-2所示是观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O是波源.图中已画出波源所在区域的波的传播情况,每两条相邻的波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,图6-2-2 下列描述正确的是()A.此时不能观察到波的明显衍射现象 B.挡板前后波纹间距离相等 C.如果将孔缩小,将观察不到明显的衍射现象 D.如果孔的大小不变,而波的频率增加,能更明显观察到衍射现象根据能有明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多图中两波纹之间距离即为一个波长，从图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，A错误；因为穿过挡板小孔后的波速不变，频率相同，所以波长也相同，B正确；若将孔AB缩小更能满足明显衍射现象的条件，能观察到明显的衍射现象，C错误；若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足明显衍射现象的条件，也有可能观察不到明显的衍射现象，D错误
