2014年高考物理第一輪知識點:機械波考點全解

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三學習指導 來源: 高中學習網(wǎng)

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機械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機械波(mechanical wave)。機械波與電磁波既有相似之處又有不同之處,機械波由機械振動產(chǎn)生,電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機械波的傳播需要特定的介質(zhì),在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同,在真空中根本不能傳播,而電磁波(例如光波)可以在真空中傳播;機械波可以是橫波和縱波,但電磁波只能是橫波;機械波與電磁波的許多物理性質(zhì),如:折射、反射等是一致的,描述它們的物理量也是相同的。常見的機械波有:水波、聲波、地震波。

機械振動產(chǎn)生機械波,機械波的傳遞一定要有介質(zhì),有機械振動但不一定有機械波產(chǎn)生。

形成條件

波源

波源也稱振源,指能夠維持振動的傳播,不間斷的輸入能量,并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。波源即是機械波形成的必要條件,也是電磁波形成的必要條件。

波源可以認為是第一個開始振動的質(zhì)點,波源開始振動后,介質(zhì)中的其他質(zhì)點就以波源的頻率做受迫振動,波源的頻率等于波的頻率。

介質(zhì)

廣義的介質(zhì)可以是包含一種物質(zhì)的另一種物質(zhì)。在機械波中,介質(zhì)特指機械波借以傳播的物質(zhì)。僅有波源而沒有介質(zhì)時,機械波不會產(chǎn)生,例如,真空中的鬧鐘無法發(fā)出聲音。機械波在介質(zhì)中的傳播速率是由介質(zhì)本身的固有性質(zhì)決定的。在不同介質(zhì)中,波速是不同的。

下表給出了0℃時,聲波在不同介質(zhì)的傳播速度,數(shù)據(jù)取自《普通高中課程標準實驗教科書-物理(選修3-4)》(2005年)[1]。單位v/m·s^-1

傳播方式與特點

質(zhì)點的運動

機械波在傳播過程中,每一個質(zhì)點都只做上下(左右)的簡諧振動,即,質(zhì)點本身并不隨著機械波的傳播而前進,也就是說,機械波的一質(zhì)點運動是沿一水平直線進行的。例如:人的聲帶不會隨著聲波的傳播而離開口腔。簡諧振動做等幅震動,理想狀態(tài)下可看作做能量守恒的運動.阻尼振動為能量逐漸損失的運動.

為了說明機械波在傳播時質(zhì)點運動的特點,現(xiàn)已繩波(右下圖)為例進行介紹,其他形式的機械波同理[1]。

繩波是一種簡單的橫波,在日常生活中,我們拿起一根繩子的一端進行一次抖動,就可以看見一個波形在繩子上傳播,如果連續(xù)不斷地進行周期性上下抖動,就形成了繩波[1]。

把繩分成許多小部分,每一小部分都看成一個質(zhì)點,相鄰兩個質(zhì)點間,有彈力的相互作用。第一個質(zhì)點在外力作用下振動后,就會帶動第二個質(zhì)點振動,只是質(zhì)點二的振動比前者落后。這樣,前一個質(zhì)點的振動帶動后一個質(zhì)點的振動,依次帶動下去,振動也就發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播,從而形成了繩波。如果在繩子上任取一點系上紅布條,我們還可以發(fā)現(xiàn),紅布條只是在上下振動,并沒有隨波前進[1]。

由此,我們可以發(fā)現(xiàn),介質(zhì)中的每個質(zhì)點,在波傳播時,都只做簡諧振動(可以是上下,也可以是左右),機械波可以看成是一種運動形式的傳播,質(zhì)點本身不會沿著波的傳播方向移動。

對質(zhì)點運動方向的判定有很多方法,比如對比前一個質(zhì)點的運動;還可以用"上坡下,下坡上"進行判定,即沿著波的傳播方向,向上遠離平衡位置的質(zhì)點向下運動,向下遠離平衡位置的質(zhì)點向上運動。

機械波傳播的本質(zhì)

在機械波傳播的過程中,介質(zhì)里本來相對靜止的質(zhì)點,隨著機械波的傳播而發(fā)生振動,這表明這些質(zhì)點獲得了能量,這個能量是從波源通過前面的質(zhì)點依次傳來的。所以,機械波傳播的實質(zhì)是能量的傳播,這種能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用來發(fā)電,這是維持機械波(水波)傳播的能量轉(zhuǎn)化成了電能。

機械波

機械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機械波。機械波與電磁波既有相似之處又有不同之處,機械波由機械振動產(chǎn)生,電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機械波的傳播需要特定的介質(zhì),在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同,在真空中根本不能傳播,而電磁波,例如光波,可以在真空中傳播;機械波可以是橫波和縱波,但電磁波只能是橫波;機械波與電磁波的許多物理性質(zhì),如:折射、反射等是一致的,描述它們的物理量也是相同的。常見的機械波有:水波、聲波、地震波。

總結(jié):上面的“2014年高考物理第一輪知識點:機械波考點全解”供大家參考,希望網(wǎng)的高考第一輪備考可以給高三的同學們提供最優(yōu)秀最有效的復習策略,感謝您參考!

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