石子落入水中水波是什么样的规律运动?

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/14 16:45:53

石子落入水中水波是什么样的规律运动?

在平衡情况下,水的表面是水平的,水面发生扰动时,要使水面恢复水平的回复力有两个,一个是重力,另一个是表面张力.在水波的形成过程中,当水面上某一质点由于外力作用而下降,形成水窝时,水面下的水就挤到旁边去了,随后周围水的质点在重力作用下,开始向下降处流动,填充水窝的凹部,继而使其凸起,并在它的周围形成新的凹部.这样水的质点下降时,除了向下运动外,还要向波源方向运动；在上升时,除了向上运动外,还要向远离波源的方向运动.因此水面上的各个质点并不是上下运动,而是沿近似圆的轨道,上下前后地做周期性运动.因此,水波中的每个质点的运动都是由纵向运动（波的传播方向）和横向运动（与波的传播方向垂直的竖直方向）合成的.
　　如果水深远小于波长,这种波叫做浅水波,它的传播速度与水深的平方根成正比而与波长无关.如果水深远大于波长,就得到深水波,它的传播速度只与波长的平方根成正比.
　　深水波传播时,水中的质点不断地做匀速圆周运动,它的周期跟波的周期相同,它的运动方向,在圆周顶部跟波的传播方向一致,在圆周底部跟波的传播方向相反.图中的曲线,是水面上的波形图.OA是静止时的水面,O、B、C……是水面静止时等间隔的质点,箭头表示各个质点做圆周运动的方向,虚线表示的是各周期后的波形.这种波形曲线,谷长峰短,叫余摆曲线.
　　在水面,波的振幅等于各个质点做圆周运动的半径．在水面下方,振幅按指数律递减 .在水深等于半波长处,振幅会减至水面上的1/23,在水深等于1个波长处,振幅是水面上的1/535.所以,尽管水面上波涛汹涌,在水下是相当平静的.
　　对于浅水波,水质点的竖直运动随水深的增加而线性地减小,在水底变为零.
　　在水波中,对水面提供的回复力,在波长很短（小于 1.73cm）的时候,表面张力的作用是主要的,这种波叫表面张力波.但对于波长更长的波,表面张力的作用可以忽略,波动主要是重力作用的结果,这种波叫重力波.
　　对于浅水波,底部摩擦问题也是不可忽略的.在波峰处,水向前行进比较容易,在波谷处,水向后行进会与底部发生摩擦,结果是水质点在波峰处向前运动的距离比在波谷处向后运动的距离要远,因而产生水的净移动.这就是海滨的浪总是带着水一块走的原因.
　　综上所述,我们可以认为水波是一种特殊的机械波,就象我们说地震波即有纵波也有横波一样,水波也是即有纵波也有横波的一种波!

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