文档文本内容
1 第二讲 机械波的产生和描述 【知识框架】 【重难点知识回顾】 一、外力作用下的振动 1.自由振动：物体偏离平衡位置后，在自己弹力或重力作用下振动起来，而不需要其他外力的推动，这种振动 叫自由振动 2.固有频率：系统自由振动的频率 3.阻尼振动 （1）定义：振动物体克服摩擦力和其他阻力做功，自己的能量逐渐减小，振幅也随着变小，这种振动叫阻尼振 动 （2）对阻尼振动的理解 ①同一简谐运动能量的大小由振幅大小决定 ②阻尼振动振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关，阻尼越大，振幅减小得越快 ③物体做阻尼振动时，振幅虽不断减小，但振动的频率仍由自身结构特点决定，并不会随振幅的减小而变化 4.受迫振动 （1）驱动力：加在振动系统上的周期性外力 （2）受迫振动：系统在驱动力作用下的振动 （3）受迫振动的周期和频率：物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体固有频率无关 5.共振 （1）定义：驱动力频率𝑓驱动力等于系统的固有频率𝑓固有时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振 （2）条件：𝑓驱动力= 𝑓固有 二、机械波的产生和传播 1.机械波：机械振动在介质中的传播 2.产生机械波的条件：产生机械波必须同时要有波源和介质，两者缺一不可 3.分类 横波 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波 波峰：横波中凸起的最高处 波谷：横波中凹下的最低处 纵波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上 的波 密部：纵波中质点分布最密的位置 疏部：纵波中质点分布最疏的位置 2 三、描述机械波的物理量 1.波长 （1）定义：两个相邻的、在振动过程中相对平衡的位置总是相等的质点间的距离叫波长 （2）在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长 （3）在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长 2.周期和频率：由受迫振动的原理可知，波的频率由波源觉得，在任何介质中频率不变 3.波速 （1）定义：单位时间内振动形式内向外传播的距离 （2）波长λ、波速v 和频率𝑓（周期T）的关系是：𝑣= 𝜆𝑓= 𝜆 𝑇 （3）波速的大小由介质本身的性质决定，与波的频率、质点振动的振幅无关。同种类型的波在同一种均匀介质 中，波速是一个定值 四、机械波的图像 振动图像 波的图像 横坐标轴 时间 介质中各质点平衡位置与坐标原 点的距离 纵坐标轴 动质点相对平衡位置的位移 统一时刻介质中各质点相对各自 平衡位置的位移 图像 物理意义 描述一个振动质点的位移-时间 关系 ①某一时刻大量质点相对平衡位 置的位移 ②某一时刻一列波的波形 相邻波峰（波谷）沿 横轴的距离 质点振动周期 波长 图像显示 的物理量 ①由纵轴坐标可知振幅 ②由横轴坐标可知周期 ③由位移情况可知某一时刻各 质点加速度的大小和方向的变 化情况 ④由图像的切线斜率可知速度 的大小和方向的变化情况 ⑤根据某一时刻波的图像上任 意一质点（波峰波谷除外）的 运动方向，可确定波的传播方 向 ①由纵轴坐标可知振幅 ②由横轴坐标可知波长 ③由位移情况可知某一时刻各质 点加速度的大小和方向的变化情 况 ④由波的波长和频率可以算出波 的传播速度 ⑤根据波的传播方向，可以确定 各质点某一时刻的运动方向
