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1 机械波的形成和传播
[学习目标] 1.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程.2.知道横波和纵波的概念.3.知道机械波传播的特点.4.掌握波的传播方向与质点振动方向的关系.
一、机械波的形成和传播
1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点.
(2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播. 2.介质
能够传播振动的物质. 3.机械波 (1)定义
机械振动在介质中的传播. (2)传播的特点
①波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移. ②波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息. 4.波源：引起初始振动的装置. 二、横波与纵波 1.波的分类
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. 2.横波
(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波. (2)标识性物理量 ①波峰：凸起来的最高处. ②波谷：凹下去的最低处. 3.纵波
(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波. (2)标识性物理量
①密部：介质中质点分布密集的部分. ②疏部：介质中质点分布稀疏的部分. 4.简谐波
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不管横波还是纵波，如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波. [即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)质点的振动位置不断转换即形成波.( × )
(2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时开始运动，同时停止运动.( × ) (3)物体做机械振动，一定产生机械波.( × )
(4)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波一定是横波.( × )
2.绳波在某时刻的形状如图1所示，若O是波源，则此刻A点受到方向________的作用力；若O′是波源，则此刻A点受到方向________的作用力(均填“向上”或“向下”).
图1
答案 向上 向下
一、机械波的形成、传播及特点
[导学探究] 如图2所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动.
图2
(1)红色标记有没有随波迁移？
(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 答案 (1)没有.红色标记只在竖直方向上下振动. (2)不会.
[知识深化] 波的形成、传播及特点 (1)机械波的形成与传播
(2)波的特点
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①振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同.
②周期(频率)：各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同. ③步调：离波源越远，质点振动越滞后.
④运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移.各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同.
⑤实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也可以传递能量和信息.
例1 如图3所示，是某绳波形成过程的示意图.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4、…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端.已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝时，
41到达最上方，5开始向上运动.问：
T
图3
(1)t＝时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？
23T(2)t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？
4答案 见解析
解析 各质点在各时刻的情况，如图所示：
T
(1)由甲图可知，t＝时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动.
23T(2)由乙图可知，t＝时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动.
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波动过程中各质点的运动规律可用三句话来描述： (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)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点.
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2024-2024版高中物理 第二章 机械波 1 机械波的形成和传播学案 教科版选修3-4
