高中物理 第12章 機械波 1 波的形成和傳播課件 新人教版選修3-4.ppt

第十二章 機械波,1 波的形成和傳播,填一填,練一練,1.波的形成和傳播(見課本第23頁) 研究對象繩子每一部分看作質(zhì)點 平衡位置無外來擾動時質(zhì)點所在的位置 外因外來的擾動引起繩中的某一質(zhì)點振動 內(nèi)因繩中各質(zhì)點之間存在著相互作用力 過程繩端質(zhì)點帶動周圍質(zhì)點振動,并依次帶動鄰近質(zhì)點振動,填一填,練一練,2.橫波和縱波(見課本第25頁),填一填,練一練,3.機械波(見課本第25頁) (1)介質(zhì): 定義:波借以傳播的物質(zhì)。 特點:組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有相互作用,一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動。 (2)形成:機械振動在介質(zhì)中傳播,形成機械波。 (3)兩個產(chǎn)生條件: 要有機械振動。 要有傳播振動的介質(zhì)。,填一填,練一練,(4)傳遞的三個特點: 介質(zhì)中有機械波傳播時,介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,它傳播的只是振動這種運動形式。 波是傳遞能量的一種方式。 波可以傳遞信息。,填一填,練一練,以下對機械波的認識正確的是( ) A.形成機械波一定要有振源和介質(zhì) B.振源做簡諧運動形成的波中,各質(zhì)點的運動情況完全相同 C.橫波向右傳播時,處于波峰的質(zhì)點也向右遷移 D.機械波向右傳播時,右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點早一些開始振動 解析:振源和介質(zhì)是形成機械波的兩個必不可少的條件,故選項A正確;簡諧運動在介質(zhì)中傳播時,介質(zhì)中各質(zhì)點都做簡諧運動,沿波的傳播方向上,后面的質(zhì)點比前面的質(zhì)點總要晚一些開始振動,但質(zhì)點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移,而且各質(zhì)點的振動步調(diào)不一致,故選項B、C、D均錯誤。 答案:A,探究一,探究二,探究一機械波的形成及特點 問題導引 絲帶舞 藝術(shù)體操也叫韻律體操,是一種藝術(shù)性很強的女子競賽體操項目。19世紀末20世紀初起源于歐洲。藝術(shù)體操表演項目有很多,絲帶舞表演就是其中之一,如圖是一幅絲帶舞的表演圖。這是波在彩帶上傳播的結(jié)果,你知道波是如何形成的嗎?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 1.機械波的形成,探究一,探究二,2.機械波的特點 (1)機械波傳播的是振動形式、能量和信息,介質(zhì)中各質(zhì)點本身并不隨波傳播而遷移,而是在各自的平衡位置附近振動。 (2)由于波的形成實際上是從波源開始依次帶動介質(zhì)中的各個質(zhì)點參與振動,所以各個質(zhì)點都在做受迫振動,因此各個質(zhì)點振動的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。 (3)在不考慮能量損失時,各質(zhì)點振動的振幅相同,各質(zhì)點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。,探究一,探究二,探究一,探究二,點撥:理解波的形成和傳播,介質(zhì)中的每個質(zhì)點都是重復振源的運動,只是滯后了。 解析:設繩上所取質(zhì)點分別為質(zhì)點1,質(zhì)點2,質(zhì)點3,探究一,探究二,答案:如圖所示,探究一,探究二,變式訓練1 導學號38190037如圖所示,沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點,每相鄰兩質(zhì)點間距離相等,其中O為波源。設波源的振動周期為T,自波源通過平衡位置豎直向下振動時開始計時,經(jīng)過 質(zhì)點1開始起振,則下列關(guān)于各質(zhì)點的振動和介質(zhì)中的波的說法中正確的是( ),探究一,探究二,A.介質(zhì)中所有質(zhì)點的起振方向都是豎直向下的,但圖中質(zhì)點9起振最晚 B.圖中所有質(zhì)點的起振時間都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的 C.圖中質(zhì)點8的振動完全重復質(zhì)點7的振動,只是質(zhì)點8振動時,通過平衡位置或最大位移的時間總是比質(zhì)點7通過相同位置時落后 D.只要圖中所有質(zhì)點都已振動了,質(zhì)點1與質(zhì)點9的振動步調(diào)就完全一致,但如果質(zhì)點1發(fā)生的是第100次振動,則質(zhì)點9發(fā)生的就是第98次振動,探究一,探究二,解析:據(jù)波的傳播特點知,波傳播過程中各質(zhì)點的振動總是重復波源的振動,所以起振方向相同,都是豎直向下,但從時間上來說,起振依次落后 的時間,所以選項A、C正確,選項B錯誤;由題意知,質(zhì)點9比質(zhì)點1應晚起振兩個周期,所以當所有質(zhì)點都起振后,質(zhì)點1與質(zhì)點9步調(diào)完全一致,所以選項D正確。 答案:ACD,探究一,探究二,探究一,探究二,探究二橫波與縱波 問題導引 地震后的場景如圖所示。當?shù)卣鸢l(fā)生時,地震波在地球內(nèi)部和地表傳播,有時使人感到左右搖晃,有時感到上下顛簸,由此可見地震波是什么波?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 橫波和縱波的區(qū)別,探究一,探究二,探究一,探究二,典例剖析 【例題2】 下面關(guān)于橫波、縱波的說法中正確的是( ) A.同一波源在同一介質(zhì)中形成的機械波中可同時具有橫波和縱波 B.由于橫波、縱波的振動方向與波的傳播方向的關(guān)系不同,因此橫波、縱波不可能沿同一方向傳播 C.橫波、縱波在同一介質(zhì)中的傳播速度一定相等 D.只要存在介質(zhì),不管是固體、液體或氣體,均可傳播橫波和縱波 點撥:有的介質(zhì)既可以傳播橫波,也可以傳播縱波,具體是哪一種波,要根據(jù)振動方向與波傳播方向間的關(guān)系判定。,探究一,探究二,解析:同一波源產(chǎn)生的波中可同時具有橫波、縱波,如地震波,A正確;雖然傳播這兩種波的介質(zhì)質(zhì)點振動方向與波傳播方向的關(guān)系不同,但并不妨礙兩者沿同一方向傳播,B錯誤;在同一介質(zhì)中,橫波和縱波傳播速度一般不同,如地震波中縱波比橫波傳播得快,C錯誤;橫波可以在固體內(nèi)傳播,不可以在液體、氣體中傳播,而縱波可在固體、液體和氣體中傳播,D錯誤。 答案:A,探究一,探究二,變式訓練2 關(guān)于橫波與縱波,下列說法中正確的是 ( ) A.質(zhì)點上下振動形成的波是橫波 B.質(zhì)點水平振動形成的波是縱波 C.波沿水平方向傳播,質(zhì)點在豎直方向上下振動,這類波是橫波 D.質(zhì)點在水平面內(nèi)振動,波沿水平方向傳播,這類波是縱波 解析:質(zhì)點的振動方向與傳播方向垂直的波叫橫波,而質(zhì)點的振動方向與傳播方向在同一直線上的波叫縱波,由定義可知,只有選項C正確。 答案:C,探究一,探究二,變式訓練3 關(guān)于振動方向和波的傳播方向,下列說法中正確的是( ) A.在橫波中二者方向有時相同 B.在橫波中二者方向一定不同 C.在縱波中二者方向有時相同 D.在縱波中二者方向一定相同 解析:橫波中的振動方向與傳播方向垂直,故兩者一定不同;縱波中振動方向與傳播方向在同一直線上,故有時相同,有時相反,故選項B、C正確,A、D錯誤。 答案:BC,探究一,探究二,1 2 3 4 5,1.關(guān)于機械波的形成,下列說法中正確的是( ) A.物體做機械振動,一定產(chǎn)生機械波 B.后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點重復振動,只是時間落后一步 C.參與振動的質(zhì)點都有相同的頻率 D.機械波是質(zhì)點隨波遷移,也是振動能量的傳遞 解析:機械波的形成必須具備的兩個條件:振源和介質(zhì)。只有物體做機械振動,而其周圍沒有傳播這種振動的介質(zhì),遠處的質(zhì)點不可能振動起來形成機械波,故選項A錯誤;任何一個振動的質(zhì)點都是一個波源,帶動它周圍的質(zhì)點振動,將振動傳播開來,所以后一質(zhì)點總是落后前一質(zhì)點,但振動頻率相同,故選項B、C正確;形成機械波的各振動質(zhì)點只在平衡位置附近往復運動,并沒有隨波遷移,離振源遠處的質(zhì)點振動的能量,是通過各質(zhì)點的傳遞從振源獲得的,故選項D錯誤。 答案:BC,1 2 3 4 5,2.關(guān)于橫波和縱波,下列說法中正確的是( ) A.質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波 B.質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波 C.橫波有波峰和波谷,縱波有密部和疏部 D.地震波是橫波,聲波是縱波 解析:根據(jù)橫波和縱波的定義可知選項A、B、C正確;聲波是一種縱波,但地震波中既有橫波,又有縱波,選項D錯誤。 答案:ABC,1 2 3 4 5,3.關(guān)于機械波,下列說法中正確的是( ) A.各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動 B.相鄰質(zhì)點間必有相互作用力 C.前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點振動,后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點 D.各質(zhì)點也隨波的傳播而遷移 解析:振源的振動使其周圍質(zhì)點依次振動,之所以能依次振動下去,就是依靠了相鄰質(zhì)點間的相互作用力;沿波的傳播方向,后一質(zhì)點的振動必滯后于前一質(zhì)點的振動;質(zhì)點只在平衡位置附近振動,并不隨波遷移。選項A、B、C正確,選項D錯誤。 答案:ABC,1 2 3 4 5,4.下列關(guān)于沿繩傳播的一列機械波的正確說法是( ) A.繩波的形成是由于繩上各質(zhì)點的相互作用 B.繩上各質(zhì)點都隨繩波向前傳播 C.當波源突然停止振動時,離波源較近的質(zhì)點先停止振動 D.當波源突然停止振動時,離波源較遠的質(zhì)點先停止振動 解析:繩波的形成是由于繩上各質(zhì)點的相互作用,振源處質(zhì)點的振動依次帶動后面質(zhì)點的振動,A對;繩波在傳播過程中,各質(zhì)點在各自平衡位置附近振動,并不隨波遷移,B錯;根據(jù)波的形成過程以及“由近及遠,依次帶動”的特點知,當波源突然停止振動時,離波源較近的質(zhì)點先停止振動,C對,D錯。 答案:AC,1 2 3 4 5,5.導學號38190038(選做題)圖甲中有一條均勻的繩,1、2、3、4、是繩上一系列等間距的點?，F(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳播。某時刻,繩上9、10、11、12四點的位置和運動方向如圖乙所示(其他點的運動情況未畫出),其中點12的位移為零,向上運動,點9的位移達到最大值。試在圖丙中畫出再經(jīng)過 周期時的波形。,1 2 3 4 5,解析:從題圖乙可以看出,在圖乙所示的時刻,該均勻繩上點9達到最大位移時,點12正通過平衡位置向上運動,因而由圖乙中點9、10、11、12所在位置點連成的那段曲線代表在該均勻繩上傳播的簡諧橫波在圖乙所示時刻的四分之一波形。由這段波形可以畫出在該均勻繩上傳播的簡諧橫波在圖乙所示時刻的從點0到點12的波形。由圖乙中表示的波形和點9、10、11、12四個點的運動方向,可以判斷出在均勻繩上傳播的簡諧橫波是向右傳播的。由于介質(zhì)中質(zhì)點都在各自的平衡位置附近往復運動,所以再經(jīng)過 周期,點9在平衡位置,而點12到達負的最大位移處。由此可得出點9到點12間的波形。由這段波形也就知道了這一時刻整條繩上的波形。如圖丙所示。,1 2 3 4 5,答案:見解析,