机械振动及机械波知识点全知识讲解

机械波的产生和传播知识点一：波的形成和传播

（一）介质能够传播振动的媒介物叫做介质。（如：绳、弹簧、水、空气、地壳等）（二）机械波机械振动在介质中的传播形成机械波。（三）形成机械波的条件（1）要有；（2）要有能传播振动的。能产生机械波。有机械波注意：有机械振动，而有机械振动

（四）机械波的传播特征。（1）机械波传播的仅仅是这种运动形式，介质本身并不随波

振动，因此波动的过程沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做

是将这种运动形式在介质中依次向、由近及远相继振动起来的过程，“带动”是介质中相邻质点间依次外传播的过程。对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都，各质点仅在各自的位置附近振动，并随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。2）波是传递能量的一种运动形式。（波动的过程也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程，所以波动过程也是能量由近及远的的一种形式。传播过程。因此机械波也是传播

（五）波的分类波按照质点方向和波的方向的关系，可分为：凸起的质点的振动方向与波的传播方向（1）横波：的波，其波形为相间的波。最高处叫，凹下的最底处叫。质点分）纵波：（2质点的振动方向与波的传播方向的波，其波形为相间的波。布最密的地方叫作，质点分布最疏的地方叫作。知识点二：描述机械波的物理量知识

（一）波长（λ）两个的、在振动过程中对位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。的波峰（或波谷）间的距离等于波长。在横波中，两个

的密部（或疏部）间的距离等于波长。在纵波中，两个

内在介质中传播的距离等于一个波长。振动在一个

f）（二）频率（决定，一列波，介质中各质点振动频率都相同，而且都等于波源的频率。波的频率由在传播过程中，只要波源的振动频率一定，则无论在什么介质中传播，波的频率都不变。v）（三）波速（x?振动在介质中传播的速度，指单位时间内振动向外传播的距离，即。?vt?的性质决定。一列波在

不同介质中传播其波速不同。波速的大小由

对机械波来说，空气中的波速小于液体中的波速，小于固体中的波速。（四）波速与波长和频率的关系?v制约的，即一列波在不同介质中传

播时，波长注意：一列波的波长是受和不同。知识点三：机械波的图象

（一）机械波的图象波的传播也可用图象直观地表达出来。在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的

位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的位置；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离

曲线即为波的图象，（二）物理意义位置的情况。表示各质点在某一时刻离开．

（三）简谐波（简谐振动在介质中传播形成的波）的图象是正弦（或余弦）曲线。如图：

（四）波的图象应用（由图象可获取的信息）、波长λ。（1）振动质点的振幅

A如：一列简谐横波某一时刻的波形图如图所示：

cm。cm从图上可知振幅为，波长为

。，由可求周期T= v若已知波速＝16cm/s?vT）这一时刻各质点的

平衡位置、位移，回复力、加速度等。（2，回复力和加速度cm cm处，此时偏离平衡位置的位移为如图中b点的平衡位置在向最大。均为

（反之也可以））在波速方向已知时，可确定各质点在该时刻的振动方向（3同

侧法、上下坡法、质点带动法后的波形图小于T/4)）经过一段时间(Δt（4平

移法5）波的图象与振动图象的区别与联系（振动图象波动图象

图象形状

正（余）弦曲线正（余）弦曲线

个质点研究个质点对象图线表示个作图线表示某时刻形成简谐振动的质点在物理波的个质点的位时刻的位移大小和意义移的大小和方向

方向

质点振动经历的波传播方向上介质上坐横各质点的标位置

一个质点的位移各质点的位移纵坐

标一个一个相邻

若知波速可求周期、个频两可知振动利用1?f率：位移T频率大最λf v??λ之值T 的间距离

看下一，沿找前一断判确定质点下时刻振动振动方向垂直横坐点质标到哪某在时一

动的向方法波形图象随时间的延振动图象随时间的轴向传播方x延长而继续延伸，长而沿着时间由于前面各质向平移，原来的部分变化

因对图点的位置都要变化，

此原来的图象也相应象的形成新的波会影响，形图象

机械波的现象

知识点四：波的衍射（一）衍射现象波绕过障碍物到障碍物后面继续传播的现象，叫做波的衍射。（二）发生明显衍射现象的条件。障碍物或孔的尺寸比波长，或者跟波长（三）惠更斯原理对波的衍射的解释波传到小孔（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛一个新的波源，由它发出与原来同频率的波（称为子波）在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。

的现象，一切波都能发生衍射（四）衍射是波

只不过有些现象不明显，我们不容易观察到。当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射现象十分明显，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容说明：易观察到。

知识点五：波的干涉（一）波的独立传播原理和叠加原理）波的独立传播原理（1 各自的运动状态继续传播而并不相互干扰，这是波的一个基本性质。

几列波相遇时，能够

两列波相遇时，该处介质的质点将同时参与两列波引起的振动，此时质点的2）波的叠加原理：（，这就是波的叠加原理。位移等于两列波分别引起的位移

的

（二）波的干涉）波的干涉现象（1并且振动加强和振动减弱使某些区域的振动减弱，频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，，这种现象叫做波的干涉。的区域相互

）产生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相等。（2 （或波长）相同、相差干涉条件的严格说法是：同一种类的两列波，

恒定，在同一平面内振动。高中阶段我们不讨论相和相差，且限于讨论一维振动的情况，所以只强调“频率相同”这一条件。）一切波都能发生干涉，干涉是波的3（现象之一。

（三）对振动加强点和减弱点的解释

1）振动加强点（S、a，以图中点波峰与波峰相遇时计时，波源SS在a点分别引起的振幅为A、A设波源S、221121同时参与两个振动，合振动图a分别引起质点a振动的图象如图甲、乙所示，当两列波重叠时，质点象如图丙所示：

①从波源S、S发出的两列波传到振动加强的点a是同相（即振动步调一致）的，引起a点的振21动方向是的，振幅是A＝。

②振动加强是指该处质点的振幅增大，或者说相干的两列波在该处分别引起的位移总是，故质点的总位移等于两个分位移，从而振动加强。（2）振动的减弱点

以波源S、S分别将波峰、波谷传到b点时开始计时，波源S、S分别引起质点b振动的图象如2211图甲、乙所示，当两列波重叠时，质点b同时参与两个振动，合振动图象如图丙所示：