
一、波的形成
1.波:振動的傳播稱為波動,簡稱波.
2.波的形成(以繩波為例)
(1)一條繩子可以分成一個個小段,這些小段可以看作一個個相連的質(zhì)點,這些質(zhì)點之間存在著彈性力的作用.
(2)當手握繩端上下振動時,繩端帶動相鄰的質(zhì)點,使它也上下振動.這個質(zhì)點又帶動更遠一些的質(zhì)點…繩上的質(zhì)點都跟著振動起來,只是后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點遲一些開始振動.
二、橫波和縱波
三、機械波
1.介質(zhì)
(1)定義:波借以傳播的物質(zhì).
(2)特點:組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有相互作用,一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動.
2.機械波
機械振動在介質(zhì)中傳播,形成了機械波.
3.機械波的特點
(1)介質(zhì)中有機械波傳播時,介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,它傳播的只是振動這種運動形式.
(2)波是傳遞能量的一種方式.
(3)波可以傳遞信息.
技巧點撥
一、波的形成及特點
1.機械波的形成
2.波的特點
(1)振幅:像繩波這種一維(只在某個方向上傳播)機械波,若不計能量損失,各質(zhì)點的振幅相同.
(2)周期(頻率):各質(zhì)點都在做受迫振動,所以各質(zhì)點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同.
(3)步調(diào):離波源越遠,質(zhì)點振動越滯后.
(4)運動:各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移.
(5)實質(zhì):機械波向前傳播的是振動這種運動形式,同時也可以傳遞能量和信息.
3.振動和波動的區(qū)別與聯(lián)系
總結(jié)提升
波動過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的運動特點
波動過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期都與波源的振動周期相同,其運動特點可用三句話來描述:
(1)先振動的質(zhì)點帶動后振動的質(zhì)點;
(2)后振動的質(zhì)點重復(fù)前面質(zhì)點的振動;
(3)后振動的質(zhì)點的振動狀態(tài)落后于先振動的質(zhì)點.
概括起來就是“帶動、重復(fù)、落后”.
二、橫波和縱波
橫波和縱波的對比
特別提醒
(1)水面波的認識方面:水波既不是橫波也不是縱波,它屬于比較復(fù)雜的機械波.
(2)縱波的認識方面:在縱波中各質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上,而不是方向相同.
三、質(zhì)點的振動方向和起振方向的判定
1.質(zhì)點的起振方向
質(zhì)點的起振方向是指質(zhì)點剛開始振動的方向,由于介質(zhì)中的質(zhì)點都重復(fù)波源的振動,所以介質(zhì)中的所有質(zhì)點的起振方向都與波源開始振動的方向相同.
2.質(zhì)點的振動方向
質(zhì)點的振動方向是指某時刻質(zhì)點的運動方向,可利用“帶動法”判定:
(1)原理:先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動的質(zhì)點.
(2)方法:在質(zhì)點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P′,P′為先振動的質(zhì)點,若P′在P上方,則P向上運動,若P′在P下方,則P向下運動,如圖所示.
圖
例題精練
1.(2021春?寶山區(qū)校級期中)關(guān)于振動和波,下列說法中正確的是( )
A.物體發(fā)生振動,一定會產(chǎn)生波
B.存在機械波,一定存在波源
C.波源振動越快,機械波傳播速度越大
D.機械波可以在真空中傳播
2.(2021春?思明區(qū)校級期中)下列關(guān)于機械波的說法正確的是( )
A.波速僅由波源決定
B.波速僅由介質(zhì)決定
C.波長僅由介質(zhì)決定
D.周期由振源和介質(zhì)共同決定
隨堂練習
1.(2020春???谄谥校┰谝黄届o的湖面上漂浮著一輕木塊,向湖中投入一石塊,在湖面上激起水波。關(guān)于木塊的運動情況,以下正確的是( )
A.因為“隨波逐流”木塊將被推至遠處
B.因不知道木塊離波源的遠近如何,所以無法確定木塊的運動情況
C.木塊被推動的距離與木塊的質(zhì)量大小和所受水的阻力的大小等情況有關(guān)
D.無論木塊離波源的遠近如何,它都不能被波推動,最多只能在湖面上做上下振動
2.(2020春?兗州區(qū)月考)關(guān)于機械波的理解,下列說法中正確的是( )
A.質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的方向
B.任一振動質(zhì)點每經(jīng)過一個周期沿波的傳播方向移動一個波長
C.相隔周期整數(shù)倍的兩時刻,簡諧波的圖象相同
D.簡諧波沿長繩傳播,繩上相距半個波長的兩質(zhì)點振動位移總是相同
3.(2020春?江寧區(qū)期末)下列關(guān)于理想機械波的說法錯誤的是( )
A.波中各質(zhì)點的振動頻率是相同的
B.質(zhì)點開始振動時的速度方向與波源的傳播方向相同
C.波由近及遠地遷移,質(zhì)點只在平衡位置附近做往返運動
D.波源的能量隨波動由近及遠地傳播
4.(2020春?南陽月考)關(guān)于機械振動和機械波,下列敘述正確的是( )
A.有機械振動必有機械波
B.有機械波必有機械振動
C.在波的傳播中,振動質(zhì)點隨波的傳播發(fā)生遷移
D.在波的傳播中,若振源停止振動,波的傳播會立即停止
綜合練習
一.選擇題(共10小題)
1.(2019秋?上海期末)一列機械波在不同介質(zhì)中傳播,保持不變的物理量是( )
A.波長B.波速C.振幅D.頻率
2.(2019秋?西城區(qū)校級期中)關(guān)于機械波,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的方向
B.機械波可以在真空中傳播
C.任一振動質(zhì)點每經(jīng)過一個周期沿波的傳播方向移動一個波長
D.振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離為一個波長
3.(2019?海淀區(qū)模擬)某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖)。在一次地震中,震源地地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動,則( )
A.P先開始振動,震源距地震儀約36km
B.P先開始振動,震源距地震儀約25km
C.H先開始振動,震源距地震儀約36km
D.H先開始振動,震源距地震儀約25km
4.(2019春?東安區(qū)校級期中)關(guān)于機械振動與機械波的關(guān)系,下列說法正確的是( )
A.有機械波必有機械振動,有機械振動必有機械波
B.由某振源產(chǎn)生的波,波的頻率與振源的頻率相同
C.振源的振動速度與波速相等
D.當振源振動一個周期時,波上的每個質(zhì)點前進一個波長的距離
5.(2019春?平橋區(qū)校級期中)關(guān)于振動和波的關(guān)系,下列說法正確的是( )
A.有機械波必有機械振動
B.有機械振動必能產(chǎn)生機械波
C.離波源遠的質(zhì)點振動周期長
D.波源停振時,介質(zhì)中各質(zhì)點的振動立即停止
6.(2019春?洛南縣期中)科學探測表明,月球表面無大氣層,也沒有水,更沒有任何生命存在的痕跡,在月球上,兩宇航員面對面講話也無法聽到,這是因為( )
A.月球太冷,聲音傳播太慢
B.月球上沒有空氣,聲音無法傳播
C.宇航員不適應(yīng)月球,聲音太輕
D.月球上太嘈雜,聲音聽不清楚
7.(2019春?蘿北縣期末)下列現(xiàn)象中屬于機械波的是( )
A.風吹過麥田時形成的滾滾麥浪
B.船駛過平靜的湖面,湖面上形成的水浪
C.團體操中演員們此起彼伏形成的人浪
D.在船搖晃時,船上的乘客都一起左右搖晃
8.(2019春?蘿北縣期末)關(guān)于機械波,下列說法中正確的是( )
A.有機械振動存在就一定有機械波存在
B.有機械波存在就不一定有機械振動存在
C.機械波沿某一方向傳播,質(zhì)點就沿該方向運動
D.機械波沿某一方向傳播,能量也沿該方向傳播
9.(2018春?長樂區(qū)校級期中)關(guān)于機械振動和機械波下列敘述正確的是( )
A.有機械振動必有機械波
B.在波的傳播中,振動質(zhì)點隨波的傳播發(fā)生遷移
C.有機械波必有機械振動
D.在波的傳播中,波的傳播方向就是振源的振動方向
10.(2018春?廊坊月考)縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是( )
A.偏振現(xiàn)象B.反射現(xiàn)象C.折射現(xiàn)象D.衍射現(xiàn)象
二.多選題(共2小題)
11.(2019?陜西二模)下列關(guān)于機械振動的有關(guān)說法正確的是( )
A.簡諧運動的回復(fù)力是按效果命名的力
B.振動圖象描述的是振動質(zhì)點的軌跡
C.受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率
D.當驅(qū)動力的頻率等于受迫振動系統(tǒng)的固有頻率時,振幅最大
E.機械振動的振動能量對外傳播時不需要依賴介質(zhì)
12.(2019春?洛南縣期中)關(guān)于一列機械波,下面說法中正確的是( )
A.波動的產(chǎn)生需要兩個條件,即波源和傳播波的介質(zhì)
B.波動過程是質(zhì)點由近向遠傳遞的過程
C.波動過程是能量傳遞的過程,同時也可以傳遞信息
D.波動過程中質(zhì)點本身隨波遷移
三.填空題(共5小題)
13.(2021春?黃浦區(qū)校級期中)機械波產(chǎn)生需要波源和 ,按傳播方向和振動方向的關(guān)系分類,聲波屬于 。(填“橫波”或“縱波”)
14.(2019春?浦東新區(qū)校級期中)機械波的波速是描述 的物理量,是由 決定的。
15.(2019春?金臺區(qū)期中)機械波產(chǎn)生和傳播的兩個條件是有波源和 ,聲波是 。(填“橫波”或“縱波”)
16.(2019?黃浦區(qū)一模)地震發(fā)生時會產(chǎn)生兩種主要的地震波﹣﹣橫波和縱波,這兩種波的傳播速度和破壞力如表格所示。2018年11月26日07時57分25秒,臺灣海峽發(fā)生6.2級地震,福建地震局的觀測系統(tǒng)首先捕捉到 波(選填“橫”或“縱”),于07時57分52秒發(fā)布了地震預(yù)警信息;距離地震中心140km的廈門市民在手機上收到預(yù)警信息后再過 s才會有強烈的震感。
17.(2018春?徐匯區(qū)校級期末)一陣風吹過麥地,形成一片麥浪滾滾的現(xiàn)象,這滾滾的麥浪 機械波;大型團體操中,人群按照口令,輪流起立蹲下形成的“人浪” 機械波。(填“是”或者“不是”)
四.計算題(共1小題)
18.(2018春?永春縣校級期中)如圖所示,某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子H和水平彈簧振子P組成。在一次地震中,震源剛好處于地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動,問:
(1)H與P哪個先開始振動。
(2)震源距地震儀約為幾km
定義
標志性物理量
實物波形
橫波
質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波
(1)波峰:凸起的最高處
(2)波谷:凹下的最低處
縱波
質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波
(1)密部:質(zhì)點分布最密的位置
(2)疏部:質(zhì)點分布最疏的位置
振動
波動
區(qū)別
研究對象
單個質(zhì)點在平衡位置附近的往復(fù)運動,研究的是單個質(zhì)點的“個體行為”
振動在介質(zhì)中的傳播,研究的是大量質(zhì)點將波源振動傳播的“群體行為”
力的來源
可以由作用在物體上的各種性質(zhì)力提供
聯(lián)系介質(zhì)中各質(zhì)點的彈力
運動性質(zhì)
質(zhì)點做變速運動
在均勻介質(zhì)中是勻速直線運動
聯(lián)系
(1)振動是波動的原因,波動是振動的結(jié)果;有波動必然有振動,有振動不一定有波動.
(2)波動的性質(zhì)、頻率和振幅與振源相同.
名稱項目
橫波
縱波
概念
在波動中,質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向相互垂直
在波動中,質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向在一條直線上
介質(zhì)
只能在固體介質(zhì)中傳播
在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播
特征
在波動中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷
在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部
傳播速度
破壞力
橫波
4km/s
較強
縱波
7km/s
較弱
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