說說機械振動與機械波的關系
2008-12-31 00:00:00華慶付
物理教學探討 2008年22期
1 基本知識回顧
機械振動在介質中傳播而形成的波。按介質中質點振動方向和波傳播方向間的關系，可分為橫波和縱波兩種：質點振動方向與波傳播方向垂直的叫橫波；在一條直線上的則叫縱波。固體中既能傳播橫波又能傳播縱波；液體和氣體中只能傳播縱波。
機械波的產生：機械振動在介質中的傳播過程叫機械波。機械波產生的條件有兩個：一是要有做機械振動的物體作為波源，二是要有能夠傳播機械振動的介質。
有機械波必有機械振動，有機械振動不一定有機械波。但是，已經形成的波跟波源無關，在波源停止振動時仍會繼續傳播，直到機械能耗盡后停止。
2 典型例題
2.1 質點的振動
例1 一列波由波源向周圍擴展，則以下說法中正確的有
A．介質中各質點由波源向周圍運動
B．介質振動的能量由波源向周圍傳播
C．介質中各質點振動的形式由波源向周圍傳播
D．介質中各質點只是在各自的平衡附近振動而沒有發生遷移
解析 波在傳播過程中，質點的振動形式和能量向遠處傳播，而質點不隨波遷移。
答案 BCD
點撥 機械振動在媒質中的傳播形成了機械波，在波的傳播過程中，伴隨著的是能量的移動，而質點只是在一定范圍內完成周期性的振動，這一點我們要牢記在心。
2．2 機械振動與機械波的關系
例2 關于振動和波的關系，下列說法正確的是
A．有機械波必有振動
B．有機械振動必有波
C．介質中各質點都在各自的平衡位置附近振動
D．離波源遠的質點振動得慢
解析 關于振動和波的關系需要明確的是：振動是形成波的必要條件，沒有振動就沒有波；但有振動而沒有介質也不會形成波。所以，選項A正確而選項B錯誤。同時要注意：當波形成以后，其中的各質點只是在各自的平衡位置附近振動而不發生遷移。所以，選項C正確。離波源遠的質點在一波源開始振動的時候還沒有振動，經過一段時間，波傳播到了該質點所在位置時，質點才開始振動；一旦質點開始了振動，則每個質點的振動快慢（周期）一樣。
故本題答案為 AC
點撥 振動與波的關系，是機械波部分的重要知識點，我們要有一個全面細致的了解。
2.3 波的圖象與質點振動方向
例3 如圖所示，是某時刻的波動圖象，其中質點P沿y軸正方向運動，則波的傳播方向如何？質點A的振動方向如何？
解析 一、平移法：質點P沿y軸正方向運動，只有將波形向右平移質點P才沿y軸正方向運動，因而波向右傳播。波形向右平移，質點a處波形在質點a的下方，質點a向下振動。
二、質點帶動法：質點P應由它左方的質點帶動，振源在它左測，波向右傳播。
點撥 根據波的圖象來判斷質點振動的方向，首先要明確波的傳播方向，這一點很重要，因為同一個波的圖象，如果波的傳播方向不同，同一質點的振動方向也不一致。
2.4 畫波動或者振動圖象
例4 一列簡諧橫波沿x 軸負方向傳播，圖3是t=1s時的波形圖，圖4是波中某振動質元們移隨時間變化的振動圖線（兩圖用同一時間起點），則圖4可能是圖3中哪個質元的振動圖線？（ ）
A．x =0處的質元
B．x =1m處的質元
C．x =2m處的質元
D．x =3m處的質元
解析 圖3是t=1s時的波形圖，在t =1s時，質點通過平衡位置，正向y軸負方向振動，通過分析圖3中的質元，x =1m處，x =3m處質元不在平衡位置，B、C錯誤。由于簡諧橫波沿x 軸負方向傳播，x =0處質點向下振動x =2m處質點向上振動，因而答案為A。
