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3.1波的形成
第三章 機械波
波的形成
橫波和縱波
機械波
“帶動法”判斷質點的振動方向
01
02
03
04
目錄
CONTENTS
波的形成
PART 1
物體（或質點）在受到一個大小與位移成正比，方向與位移方向租反的回復力作用時，就會做簡諧振動。如果做簡諧振動的物體（質點）與周圍的物體（或質點）有互相作用，那么它的振動對周圍物體（或質點）會有什么影響 今天我就研究這個問題。
繩上做的標記，在波傳播的過程中，這個標記怎樣運動？它是否隨著波向繩的另一端移動？
【探究】繩波究竟是怎樣形成的呢？
設想:把繩分成很多小段
每一小段均可看成一個質點
相鄰兩質點之間會存在相互作用的力
當手握繩端上下振動時，繩端會帶動相鄰質點也上下振動起來。相鄰質點又帶動更遠一些的質點振動起來……最終繩上的質點都振動起來，即繩端的振動狀態沿繩子傳出去。（只是后面的質點總比前面的質點遲一些開始振動）
【思考1】繩上的點是不是隨波一起遷移了呢？波傳播的是什么？
【思考2】繩上各點是不是同時開始振動的，它們振動的步調一致嗎？
【思考3】繩上各點開始振動時的方向 (起振方向) 與振源起振方向有什么關系？
【思考4】振源振動停止后波的傳播會立刻停止么？
繩子上的點只在平衡位置上下振動，并不隨波遷移。
波傳播的是振動這種形式。
各質點不是同時起振的，離振源近的質點先起振。
振動步調不一致：前一質點依次帶動后一質點振動,但后一質點滯后振動。
繩上個點開始振動的起振方向與振源起振方向相同。
質點說：我們從不“隨波逐流”，
我們只是“波”的搬運工。
前面質點對后面質點說：“我的今天就是你的明天”
波源停止振動后，波仍向前傳播。
時間上：各質點做受迫振動，周期、頻率與波源相同。
空間上：質點只在自己的平衡位置附近振動，不會“隨波逐流”。
質點間：①質點的起振方向均與波源起振方向相同； ②沿著波的傳播方向，先振動的質點帶動后振動的質點。
各質點的運動特征
“帶動、重復、滯后”
一、波的形成
1.波：振動的傳播稱為波動，簡稱波。
2.介質:繩、彈簧、水、空氣等是波借以傳播的物質,叫作介質。
3.波的產生
(1)動力學觀點:介質中的相鄰質點間存在相互作用力,前面的質點帶動后面的質點振動,將波源的振動形式向外傳播。
(2)能量觀點:介質中前后質點間存在相互作用力,因而相互做功,從而將波源的能量向外傳播。
（1）因果關系：振動是波動的原因，波動是振動的傳播。
（2）研究對象：振動描述某一個質點，波動描述介質中的所有質點。
4.振動與波動的聯系與區別：
例1.(2023河北廊坊一中月考)在一條軟繩上選18個等間
距的質點,質點1在外力作用下首先向上振動,其余質點在
相互作用力的帶動下依次振動,從而形成簡諧波。由波的
形成及圖示可知,下列說法中正確的是 (　　)
A.每個質點均在其平衡位置附近自由振動
B.每個質點開始運動后,均在水平方向做勻
速運動,在豎直方向做簡諧運動
C.繩上的每一個質點開始振動時,方向都向
上,振動周期都相同
D.繩上波的傳播過程也是能量的傳遞過程,
每個質點均做等幅振動,故每個質點的機械能守恒
C
橫波和縱波
PART 2
互相垂直
同一直線上
【觀察與思考】觀察繩波和推拉彈簧形成的波，判斷這兩種波在傳播的過程中各質點的振動方向和波的傳播方向間有怎樣的關系？
縱波
橫波
（1）定義：質點的振動方向跟波的傳播方向垂直的波叫做橫波（凹凸波）。
（2）特點：有波峰、波谷．（凸起的最高處叫做波峰，凹下的最低處叫做波谷）
1、橫波
（3）說明：橫波是靠物體內部形變而產生的彈力作為回復力，橫波只能在固體內傳播。
二、橫波和縱波
（1）定義：質點的振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波（疏密波）
（2）特點：有密部、疏部．（質點分布較密的部分叫密部，質點分布較稀的部分叫疏部）
（3）說明：縱波是靠介質質點的相互擠壓而產生的作用力作為回復力。縱波在固體、液體、氣體中都能傳播。
2、縱波
3、常見的波
③水波:
既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波
②聲波:
既有橫波也有縱波（在空氣中傳播一定是縱波，在固體中傳播時可能是橫波，也可能是縱波）
④地震波:
既有橫波也有縱波。
①繩波是橫波；
例2.(2024江蘇南通期中)有關縱波與橫波,下
列說法中正確的是 (　　)
A.對于縱波,質點的振動方向與波的傳播方向
一定相同
B.對于橫波,質點振動方向與波的傳播方向垂
直
C.縱波的質點可以隨波遷移,而橫波的質點不
能
D.地震波是橫波,聲波是縱波
B
例3.2025年2月5日7時42分，新疆阿克蘇庫車市發生5.0級大地震。地震波既有縱波也有橫波，若該地區地震時縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度，則震源正上方的房屋(　　)
A．同時上下振動和左右搖動
B．先左右搖動后上下振動
C．先上下振動后左右搖動
D．只上下振動
C
例4.下面關于橫波、縱波的說法中正確的是（　　）
A．同一波源在同一介質中形成的機械波中可同時具有橫波和縱波
B．由于橫波、縱波的振動方向與波的傳播方向的關系不同，故橫波、縱波不可能沿同一方向傳播
C．橫波、縱波在同一介質中的傳播速度一定相等
D．只要存在介質，不管是固體、液體或氣體，均可傳播橫波和縱波
A
機械波
PART 3
1、定義：機械振動在介質中由近及遠的傳播就形成了機械波。
2.產生條件：① 有振（波）源。② 有可傳播波的介質。
波源（振源）：能夠維持振動的傳播，不間斷的輸入能量，并能發出波的物體或物體所在的初始位置。
介質：凡是能傳播機械振動的媒介物質，都可以叫做介質
【注意】有振動不一定存在波，有波一定存在振動．
三、機械波
3、機械波的特點：帶動性、滯后性、重復性
①沿波傳播的方向：由近及遠的傳播。
②機械波傳播的是振動的形式、能量和信息;
③各質點都以自己的平衡位置為中心振動，質點并不隨波遷移;
④介質中各質點都在做受迫振動，其振動頻率都等于波源的振動頻率；
⑤各質點的起振方向都與波源的起振方向相同。
⑥傳播規律：波在同一種均勻介質中勻速傳播。
例5. 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. 宇航員不適應月球，聲音太輕
D. 月球上太嘈雜，聲音聽不清楚
B
例6.(多選)關于機械波的形成和傳播，下列說法中正確的是( 　 )
A．機械波只能在介質中傳播，波源周圍如果沒有介質，就不能形成機械波
B．離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得遲一些
C．離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得早一些
D．一旦波源振動起來，介質中各個質點也就立刻振動起來
AC
“帶動法”判斷質點的振動方向
PART 4
繩波在某時刻的形狀如圖所示，若O是波源，則此刻A點向什么方向運動？若O′是波源，則此刻A點向什么方向運動？
若O點為波源，A點左側的質點將帶動A向上振動；若O′是波源，A點右側的質點將帶動A點向下振動。
某時刻一列波的形狀如圖所示。此刻質點a正在向上運動試判斷此刻質點b的運動方向．
由于此刻質點a在前一個質點的帶動下正在向上運動。可知波源在質點a的左側，因此該列波由左向右傳播，質點b在左側質點的帶動下將向下運動。
四、“帶動法”判斷質點的振動方向
(1)原理：先振動的質點帶動鄰近的后振動的質點。
(2)方法：在質點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。
（3）口訣：誰帶動向誰動；帶哪邊傳哪邊。
例7.(多選)一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質點說法正確的是(　　 )
A.它們的振幅相同
B.質點D和質點F的速度方向相同
C.質點A和質點C的速度方向相同
D.從此時算起，質點B比質點C先回到平衡位置
AD
例8.如圖是以質點P為波源的機械波在繩上傳到質
點Q時的波形,下列說法正確的是 (　　)
A.繩波傳播不需要介質
B.此時質點P在向下振動
C.質點Q的起振方向朝下
D.繩中質點帶動右側相鄰的質點振動
B
例9.(2024北京順義牛欄山一中月考)一列簡諧橫波
沿x軸傳播,某時刻的波形如圖所示,已知此時質點F
的運動方向沿y軸負方向,則 (　　)
A.此波向x軸正方向傳播
B.質點C將比質點B先回到平衡位置
C.質點B與質點D此時的速度相同
D.質點E的振幅為零
B
例10.(2023·龍巖高中月考)振源A帶動細繩上下振動，某
時刻在繩上形成的橫波波形如圖所示，規定繩上各質點在
AP所在直線上方時位移x為正方向，從波傳播到細繩上的
P點開始計時，下列四幅x－t圖像中能表示P點振動圖像的
是(　　)
A
謝
謝
聆
聽

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