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1、“机械振动”和“机械波”几个要点“机械振动”和“机械波”是高中物理课程的重要内容，是教学中的重点和难点，二者很容易混淆。在大部分的资料和考试中，涉及到这部分内容的题往往有一定的难度。如果教师不引导学生对教材进行深层次的挖掘，搞清楚它们的内在关系，学生遇到有关问题就会束手无策。因此，在复习时，在教材的基础上对这部分知识适当地拓宽和加深，无论对培养学生的能力还是提高学生的知识储备量都是十分必要的。下面我就以横波为例，将该部分内容在复习时的做法所针对的几个问题谈一谈，以供大家参考。 1.“振动”和“波动”的区别与联系 振动是介质中的质点所表现出的周而复始的运动现象；而波动是振动这种运动现象从扰动中心
2、在介质中的传播开来的物理现象。振动的成因是质点离开平衡位置时会受到回复力，而波动的形成是介质中的质点受到相邻质点的扰动，并由近及远传播开来。所以只要有波动，则必有振动，但若有振动，而没有传播振动的介质，则不形成波，所以有振动不一定有波动。在波动形成的过程中，各个质点只是围绕各自的平衡位置做机械振动，并不随波迁移。所以波动实际上是无数个质点有规律地同时做振动而形成的。 波的振幅是波动中每个质点振动的振幅，波的周期和频率也就是质点振动的周期和频率，其实它们是一回事。但波速是指“振动形式”在介质中向前传播的速度，并不是质点的运动速度，质点的振动速度是指质点做机械振动时质点本身的运动速度。在均匀介质中
3、波的传播速度是均匀的，即波速度恒定不变；而质点振动却是周而复始地做变速运动，在平衡位置速度快，在靠近最大位移处速度慢。在我们讨论的横波中，波的传播速度和振动方向始终是互相垂直的。所以波速和振动速度是两个完全不同的概念。 2.质点的路程和波的传播距离区别 质点振动时，做变速运动，以简谐运动为例，要计算在某一段时间内质点的路程，应抓住质点在每一个周期T内的路程是4倍的振幅A这一点，即在每T/4内的路程s=A，则在时间t的路程s=4A?t/T，因为质点做的简谐运动是变速动，所以这种计算是粗略的。 波在均匀介质中传播是匀速的，若波速为v，遇在时间t内波的传播距离s=t?v，因为波的传播是匀速的，所以这
4、种计算是精确的。 学生易将质点振动时的运动路程和波的传播距离混淆，应从它们的物理意义和计算方法上加以区别和理解。 3.振动图象和波动图象的区别 对于简谐运动和简谐波，如果光从图象形状上看，二者都是正弦曲线，很相似，所以学生易将二者混淆，应让学生先看横轴所代表的物理量不同。对于振动图象，横轴代表运动时间，由图象可读出周期、振幅；对波动图象，横轴代表各质点的平衡位置，由图象可读出波长，振幅。 更重要的一点是理解它们物理意义的不同，振动图象反映的是做简谐运动的某一质点在各个时刻的相对平衡位置位移，波动图像反映的是在波动的过程中某一时刻各个质点的（无数个）相对各自平衡位置的位移。这才是两种图像的真正的
5、区别。 4.波的传播方向和质点振动方向的关系 在波这一章中，若已知波的传播方向，要求质点的振动方向有两种方法。 4.1平移法首先让已知的波形图沿波的传播方向平移一小段距离（远远小于波长的四分之一），再根据所求质点只是在平衡位置附近振动这一性质，看平移后的质点是上移动还是向下移动，从而得出该质点的振动方向。 4.2特殊点法因为由介质传播的波总是前面的质点“带动”后面的质点运动，所以波总是从前向后传播的。首先根据波的传播方向确定所求质点的“前”在哪边，再根据与该质点“最相邻”的前面的质点所处的位置判断该时刻该质点的运动方向。最相邻的前面的质点当时相对平衡位置比该质点靠上，所求质点就向上振动。这里的“前”指位置上的前。 5.利用“振动图象”判断横波的传播方向，从“波动图象”寻求某点的振动图象 利用振动图象判断波的传播方向。如果选向上为正，那振动质点在图象上随时间位移正向变大，说明该时刻质点速度方向向上，反之则向下。再根据振动的周期性，算出该质点在波形图象所在时刻的振动方向。然后再根据该质点在波形图上所在的位置判断波的传播方向。