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* 第2章 机械波 2 – 3 波的能量 * 一、波动能量的传播 当机械波在媒质中传播时，媒质中各质点均在其平衡位置附近振动，因而具有振动动能。 同时，介质发生弹性形变，因而具有弹性势能。 x O x O 以固体棒中传播的纵波为例分析波动能量的传播。 振动动能 x O x O 杨氏模量 弹性势能 x O x O 体积元的总机械能 讨 论 体积元在平衡位置时，动能、势能和总机械能均最大。 体积元的位移最大时，三者均为零。 （1）在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、 势能、总机械能均随 作周期性变化，且变化是同相位的。 （2） 任一体积元都在不断地接收和放出能量，即不断地传播能量 。 任一体积元的机械能不守恒 ， 波动是能量传递的一种方式 。 能量密度：单位体积介质中的波动能量。 平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值。 二、 波的能流和能流密度 能流：单位时间内垂直通过某一面积的能量。 平均能流： 能流密度 ( 波的强度 ) : 通过垂直于波传播方向的单位面积的平均能流。 udt S 例1：一列机械横波在t时刻的波形曲线如图所示，则该时刻能量为最大值的媒质质元的位置是： （1） （2） （3） （4） 解：在波动传播的媒质中，任一体积元的动能、 势能、总机械能均随 作周期性变化，且变化是同相位的。 所以，在平衡位置处动能、势能和总能量都是最大。所以 能量为最大值。
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