机械波的形成和传播.

声波水波弹簧纵波绳波光波电磁波地震波生活中无处不在的波温故知新:提问：什么是机械振动？什么是简谐运动？机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动．简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动．提问：向平静水中,投石子会看到什么现象？以石子击水点为中心，振动（波浪）远离中心向四周传播，直到很远.提问：绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动．看到什么现象？看到一列凸凹相间的波形（振动形式）向绳子的另一端传去一、机械波的形成和传播活动如图2-1-2所示，准备一根长约10m的软绳并放置在水平面上，将绳上的两点涂上不同颜色的标记.固定一端，用手握住绳的另一端，拉直软绳.1.如果手不做左右振动，绳子处于什么状态？2.手向左抖动一次和向右抖动一次，你看到什么现象？3.手连续左右抖动，你看到了什么现象？画出在某一时刻软绳形状的草图.4.软绳一端的振动是怎样传到绳的另一端的？绳上有标记的两点怎样运动？随波前进吗？5.手以不同频率和不同幅度连续左右抖动，绳子的形状有什么区别？看教材P22-23：为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？设想:把绳分成很多小段每一个小段可以看做一个质点质点之间有相互作用力一切机械波都是振动状态在某些物体中的传播.对绳一端的抖动依次引起了绳中各段的振动，振动在绳中的传播形成了绳波；对水面一处的扰动由近及远引起了水面各部分的振动，此振动在水中的传播形成了水波；击鼓时，对鼓皮的扰动引起了周围空气的振动，此振动在空气中的传播形成了声波.由于相邻质点间存在着相互作用，当绳中某一质点发生振动（振源）时，就会带动相邻的质点，使它上下振动。这个质点又带动更远一些的质点振动起来，从而使绳子上的质点都跟着振动起来。绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出去，从整体上看就是一些凹凸相间的波形。绳、水、空气等能够传播振动的物质，叫做介质.机械振动在介质中的传播称为机械波.振动状态传播的方向就是波的传播方向.引起开始振动的装置通常叫做波源.从绳波中可以看到，软绳上有标记的两质点只在各自的平衡位置附近上下振动，并没有随波的传播而向前移动.因此机械波是机械振动这一运动形式（包括波源的振动信息）的传播，介质本身并没有沿着波的方向发生迁移.当振动在绳中传播时，各质点由于上下运动而具有动能；同时由于形变，又具有弹性势能，这样随着振动的传播，波源的能量就被波传递出去，所以机械波的传播也是机械能的传播.波是传递能量的一种形式.2.产生条件：同时存在振源和介质，两者缺一不可．波源——保持持续振动的物体或质点（内因）1.定义：机械振动在介质中的传播，形成机械波．机械振动是产生机械波的必要条件.介质——借以传播波的物质（外因）机械波不能在真空中传播.3.机械波的规律（特点）（1）介质中各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。（步调不一致）前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面的质点的振动，并且后面的质点的振动依次滞后前面的质点.（2）介质中质点在各自的平衡位置附近做机械振动，质点本身并不随波迁移.（3）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。介质中各个质点的起振方向、周期、频率、振幅和波源相同.（具有周期性）（5）机械波在同种介质中是匀速传播的.（6）振源振动一个周期，波向前传一个完整波形.（7）振源停止振动，波可以继续向前传播.（4）波向前传播的是振动形式、能量和信息.二、横波与纵波按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波.观察思考1.观察横波演示器所演示的横波的发生情况[图2-1-4（a）].记下你的观察结果.若介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直，这种波称为横波.例如在绳上传播的波就是横波（图2-1-5）.从横波演示实验中可知横波是一个凹凸相间的波，凸起来的最高处叫波峰，凹下去的最低处叫波谷.当波源的振动通过介质传播出去后，就形成了一个具有波峰和波谷的完整波形.由于相邻质点不断地连续上、下振动，波峰和波谷的形状不断向前推进.2.观察纵波演示器所演示的纵波的发生情况[图2-1-4（b）].记下你的观察结果.若介质中质点的振动方向和波的传播方向平行，这种波称为纵波.例如推拉弹簧的一端，就可在弹簧上形成纵波（图2-1-6）.在空气中传播的声波也是纵波（图2-1-7）.从纵波演示实验中可知纵波是介质密集和稀疏相间的波.介质中质点分布密集的部分叫做密部，质点分布稀疏的部分叫做疏部.这种质点分布的疏密状态随着时间而沿波的前进方向传播出去.不管是横波还是纵波，如果传播的振动是简谐运动，这种波就叫做简谐波.横波和纵波1.横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，其中凸起部分的最高点叫波峰，凹下部分的最低点叫波谷.2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行的波；其中质点分布较稀的部分叫疏部，质点分布较密的部分叫密部.观察：波峰和波谷密部和疏部波峰横波和纵波横波纵波横波只能在固体内传播，在液体、气体内不能传播横波.纵波在固体、液体、气体中都能传播.声波是纵波.地震波既有横波又有纵波.水波不是横波也不是纵波，叫做水纹波.波的分类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）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期．（2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从介质的整体来看，所呈现的现象是波动．（3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动．（4）波动是振动形式（信息和能量）的传播过程．波动与振动精讲细练例1.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？解析：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，实际上水波向四周传播而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．例2.下列说法不正确的有（）A.声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波B.波不但传递能量，还能传递信息C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向D.一切机械波的传播均需要介质AC例3.区分横波和纵波的依据是（）A.质点沿水平方向还是竖直方向振动B.波沿水平方向还是竖直方向传播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.波传播距离的远近C