說說機械振動與機械波的關(guān)系

1 基本知識回顧

機械振動在介質(zhì)中傳播而形成的波。按介質(zhì)中質(zhì)點振動方向和波傳播方向間的關(guān)系，可分為橫波和縱波兩種：質(zhì)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(chǎn)生：機械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機械波。機械波產(chǎn)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(zhì)。

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(jīng)形成的波跟波源無關(guān)，在波源停止振動時仍會繼續(xù)傳播，直到機械能耗盡后停止。

2 典型例題

2.1 質(zhì)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(zhì)中各質(zhì)點由波源向周圍運動

B．介質(zhì)振動的能量由波源向周圍傳播

C．介質(zhì)中各質(zhì)點振動的形式由波源向周圍傳播

D．介質(zhì)中各質(zhì)點只是在各自的平衡附近振動而沒有發(fā)生遷移

解析 波在傳播過程中，質(zhì)點的振動形式和能量向遠處傳播，而質(zhì)點不隨波遷移。

答案 BCD

點撥 機械振動在媒質(zhì)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(zhì)點只是在一定范圍內(nèi)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(guān)系

例2 關(guān)于振動和波的關(guān)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(zhì)中各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動

D．離波源遠的質(zhì)點振動得慢

解析 關(guān)于振動和波的關(guān)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(zhì)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(dāng)波形成以后，其中的各質(zhì)點只是在各自的平衡位置附近振動而不發(fā)生遷移。所以，選項C正確。離波源遠的質(zhì)點在一波源開始振動的時候還沒有振動，經(jīng)過一段時間，波傳播到了該質(zhì)點所在位置時，質(zhì)點才開始振動；一旦質(zhì)點開始了振動，則每個質(zhì)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(guān)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(zhì)點振動方向

例3 如圖所示，是某時刻的波動圖象，其中質(zhì)點P沿y軸正方向運動，則波的傳播方向如何？質(zhì)點A的振動方向如何？

解析 一、平移法：質(zhì)點P沿y軸正方向運動，只有將波形向右平移質(zhì)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(zhì)點a處波形在質(zhì)點a的下方，質(zhì)點a向下振動。



二、質(zhì)點帶動法：質(zhì)點P應(yīng)由它左方的質(zhì)點帶動，振源在它左測，波向右傳播。

點撥 根據(jù)波的圖象來判斷質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)元的振動圖線？（ ）



A．x =0處的質(zhì)元

B．x =1m處的質(zhì)元

C．x =2m處的質(zhì)元

D．x =3m處的質(zhì)元

解析 圖3是t=1s時的波形圖，在t =1s時，質(zhì)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(zhì)元，x =1m處，x =3m處質(zhì)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(zhì)點向下振動x =2m處質(zhì)點向上振動，因而答案為A。