高二物理机械波知识精讲 人教实验版

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1、高二物理机械波知识精讲人教实验版一.本周教学内容：机械波1—3节二.知识要点：1、理解波的形成与传播，知道横波和纵波，知道机械波的作用。2、理解波的图像的物理意义，能根据波的图像进行有关判断，以及根据信息作出波的图像。3、知道波长、频率和周期。三.重点、难点解析：（一）波的形成和传播1、机械波（1）机械波：机械振动在介质中传播形成机械波，机械波可在固、液、气三态物质中传播．（2）形成条件：要形成一列波，必须要有用以引起其他质点振动的那个质点，即波源；要把波源的振动传播出去，必须有介质，故波的形成条件为：①波源②介质．（3）传播特点：①波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振

2、动，每个质点的振动频率和周期都与波源相同，各质点的起振方向与波源的起振方向相同，离波源越远的质点，起振越滞后．②波在传递运动形式的同时也传递能量．由于质点间的弹力作用，先振动的质点要对相邻的后振动的质点做正功，后者对前者做负功，因而离波源近的质点把机械能传递给离波源远的质点．如果把信息加载到波上，波还可以传递信息，如声音，靠声波的传递使人与人之间通过语言的交流相互沟通和了解．说明：波传播的只是振动这种运动形式，介质的每个质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波迁移．2、横波和纵波按质点的振动方向和波的传播方向的关系，可把机械波分成横波和纵波．（1）横波：质点的振动方向与波的

3、传播方向相互垂直的波，叫做横波．如上下抖动长绳的一端，就会有一列波沿绳传播出去，质点的振动方向在竖直方向，波的传播方向在水平方向，二者垂直，应是横波．在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横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同一直线上的波，叫做纵波．如把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，可以看到弹簧上有一列疏密相间的波自上而下传播开去，这列波的传播方向在竖直方向上，由于手的带动，各质点的振动方向也在竖直方向上，二者在同一直线上，是一列纵波．在纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最疏的位置叫

4、做疏部．说明：①横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，由于只有固体才有固定的形状，也只有固体发生形变时才产生弹力，所以只有在弹性固体里才能产生横波．②产生纵波时，物体的各部分经常在压缩和拉长，也就是说经常在改变自己的体积，在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播．3、振动与波动的区别与联系（1）两者的联系：①振动是波动的起因，波动是振动在介质中的传播．②没有振动一定没有波动，但没有波动不一定没有振动．（2）两者的区别：①从研究对象看：振动是一个质点或一个物体在某一平衡位置附近做往复运动；而波动是介质中大量质点

5、依次发生振动而形成的“集体运动”．②从运动原因看：振动是质点所受回复力作用的结果；而波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的．③从运动性质看：各质点的振动是变加速运动，而波动是匀速直线运动，传播距离与时间成正比．④从能量的变化看：振动系统是动能与势能相互转换，如果是简谐振动，在动能与势能相互转换过程中总的机械能保持不变；而波在传播过程中，由振源带动它相邻的质点运动．即振源将机械能传递给它的相邻质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此说波的传播过程也是一个能量传播过程，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来．例1.关于振动和波的关系，下列说法

6、中错误的是A.振动是形成波的原因，波动是振动的传播B.振动是单个质点呈现的运动现象，波动是许多质点联合起来呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.对于均匀介质中的机械波，各质点在做变速运动，而波的传播速度是不变的解析：机械波的产生条件是有波源和介质，介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以A、B是正确的；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变，而质点振动的速度大小和方向都随时间周期性地发生变化，故C错误，D正确．答案：C（二）波的图像1、由波的图像可获取的信息：（1）该时刻各质点的位移．（2）质点振动的振幅A．（3）因加速度方

7、向和位移方向相反，可确定任一质点在该时刻的加速度方向．（4）若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动量、动能的变化．具体方法：①特殊点法：在质点P靠近波源一方附近（同在内）图像上另找一点P’，若P’在P上方，则P向上运动，若P’在P下方，则P向下运动．②微平移法：作出经微小时间△t（△t<）后的波形，就知道了各质点经过△t时间到达的位置，运动方向也就知道了．③上、下坡法：“上坡下，下坡上．”即沿波的传播方向看“上坡”的所有质点均向下振动，“下坡”的所有质点均向上振动，如下图．同理，若已知