高中物理教科版選修3-4課件：第2章第1節(jié)《機(jī)械波的形成和傳播》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第1節(jié)機(jī)械波的形成和傳播 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解波的形成和傳播 2 知道橫波和縱波 理解波峰和波谷 密部和疏部 3 知道機(jī)械波 理解機(jī)械波的傳播形式 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 認(rèn)識(shí)波的形成和波的傳播特點(diǎn) 2 準(zhǔn)確理解質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)和波的傳播的關(guān)系 第1節(jié) 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課前自主學(xué)案 一 機(jī)械波的形成和傳播1 介質(zhì) 能夠傳播振動(dòng)的 叫做介質(zhì) 2 振源 引起初始振動(dòng)的裝置 3 機(jī)械波 在介質(zhì)中傳播形成了機(jī)械波 4 產(chǎn)生機(jī)械波的條件 同時(shí)存在 和 5 機(jī)械波傳播的只是 的運(yùn)動(dòng)形式 介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移 6 波是傳遞 的一種方式 所以機(jī)械波的傳播也是機(jī)械能的傳播 物質(zhì) 機(jī)械振動(dòng) 波源 介質(zhì) 振動(dòng) 能量 思考感悟生活中經(jīng)常見到一些 波動(dòng) 的情形 隨風(fēng)飄揚(yáng)的五星紅旗 體操運(yùn)動(dòng)員舞動(dòng)的長(zhǎng)綢 如圖2 1 1 沖浪運(yùn)動(dòng)員在風(fēng)浪中的搏擊 這些現(xiàn)象都給人 波動(dòng) 的感覺 那么波是如何產(chǎn)生的呢 圖2 1 1 提示 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用 前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 依次傳播下去 二 橫波與縱波1 橫波 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向相互 的波 叫做橫波 1 波峰 在橫波中 叫做波峰 2 波谷 在橫波中 叫做波谷 2 縱波 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向 的波 叫做縱波 1 密部 在縱波中 質(zhì)點(diǎn)分布 叫做密部 2 疏部 在縱波中 質(zhì)點(diǎn)分布 叫做疏部 垂直 凸起來的最高處 凹下去的最低處 平行 密集的部分 稀疏的部分 核心要點(diǎn)突破 一 機(jī)械波的形成及特點(diǎn)1 機(jī)械波的形成 1 實(shí)質(zhì) 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力 介質(zhì)中前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 2 質(zhì)點(diǎn)間的作用 相鄰的質(zhì)點(diǎn)相互做功 同時(shí)將振動(dòng)形式與波源能量向外傳播 3 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) 從波源開始 每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都由前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)做受迫振動(dòng) 2 波的特點(diǎn) 1 振幅 像繩波這種一維 只在某個(gè)方向上傳播 機(jī)械波 若不計(jì)能量損失 各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同 2 周期 各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均與波源的振動(dòng)周期相同 3 步調(diào) 離波源越遠(yuǎn) 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后 4 各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置振動(dòng) 并不隨波逐流 5 機(jī)械波向前傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式 同時(shí)也傳遞能量和信息 二 對(duì)橫波和縱波的理解橫波只能在固體中傳播 而縱波可以在固 液 氣三種狀態(tài)的物質(zhì)中傳播 1 橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產(chǎn)生彈力作用所致 由于只有固體才有固定的形狀 也只有發(fā)生形變時(shí)才產(chǎn)生彈力 所以只有在彈性固體里才能產(chǎn)生橫波 2 產(chǎn)生縱波時(shí) 物體的各部分經(jīng)常在壓縮和拉長(zhǎng) 也就是說經(jīng)常在改變自己的體積 在體積改變時(shí) 固體內(nèi)固然要產(chǎn)生彈力 液體和氣體也要產(chǎn)生彈力 所以縱波在這三種狀態(tài)的介質(zhì)中都能傳播 3 縱波和橫波可同時(shí)存在于同一種介質(zhì)中 如地震波 既有橫波 又有縱波 橫波和縱波同時(shí)在地殼中傳播 特別提醒 1 繩波和聲波分別是典型的橫波和縱波 水波是比較復(fù)雜的機(jī)械波 不是橫波 2 在縱波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上 而不是方向相同 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 下列有關(guān)縱波與橫波的說法中 正確的是 A 振源上下振動(dòng)形成的波是橫波B 振源水平振動(dòng)形成的波是縱波C 波沿水平方向傳播 質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng) 這類波是橫波D 質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng) 波沿水平方向傳播 這類波是縱波 解析 選C 根據(jù)縱波與橫波的概念 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向垂直者為橫波 同一直線者為縱波 并不是上 下振動(dòng)與水平振動(dòng)的問題 所以A B錯(cuò) 對(duì)于C 水平傳播 上 下振動(dòng) 屬相互垂直 是橫波 對(duì)于D 水平傳播 水平振動(dòng)還不能說明質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向是在同一直線上 則還不能確定是縱波 則D錯(cuò) 三 波動(dòng)與振動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系 下列說法中正確的是 A 振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 波是彼此相聯(lián)系的許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象B 振動(dòng)是波動(dòng)的基本要素 波是振動(dòng)的傳播C 波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度D 有機(jī)械振動(dòng)必有波 解析 選AB 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)通過相互作用會(huì)帶動(dòng)鄰近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) 使振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式通過介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的依次帶動(dòng)由近及遠(yuǎn)向外傳播出去而形成機(jī)械波 故選項(xiàng)A B正確 波的傳播速度不是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 產(chǎn)生機(jī)械波的條件是 要有波源 要有傳播振動(dòng)的介質(zhì) 即在缺少介質(zhì)的情況下 波動(dòng)現(xiàn)象就無法發(fā)生 故選項(xiàng)D錯(cuò)誤 課堂互動(dòng)講練 關(guān)于機(jī)械波的形成 下列說法中正確的是 A 物體做機(jī)械振動(dòng) 一定產(chǎn)生機(jī)械波B 后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng) 只是時(shí)間落后一步C 參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都有相同的頻率D 機(jī)械波是介質(zhì)隨波遷移 也是振動(dòng)能量的傳遞 精講精析 機(jī)械波的形成必須具備的兩個(gè)條件 波源和介質(zhì) 只有物體做機(jī)械振動(dòng) 而其周圍沒有傳播這種振動(dòng)的介質(zhì) 遠(yuǎn)處介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)不可能振動(dòng)起來而形成機(jī)械波 故A選項(xiàng)錯(cuò)誤 任何一個(gè)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都是一個(gè)波源 帶動(dòng)它周圍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 將振動(dòng)傳播開來 所以后一質(zhì)點(diǎn)總是落后 但振動(dòng)頻率相同 故B C選項(xiàng)正確 形成機(jī)械波的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 并沒有隨波遷移 離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是通過各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得 故D選項(xiàng)不正確 答案 BC 方法總結(jié) 分析機(jī)械波形成與傳播時(shí)要把握兩點(diǎn) 1 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)從波源開始依次振動(dòng) 2 任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同 如圖2 1 2所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖 已知質(zhì)點(diǎn)A在此時(shí)刻的振動(dòng)方向如圖中箭頭所示 則以下說法中正確的是 圖2 1 2 A 波向左傳播 質(zhì)點(diǎn)B向下振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)C向上振動(dòng)B 波向右傳播 質(zhì)點(diǎn)B向上振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)C向下振動(dòng)C 波向左傳播 質(zhì)點(diǎn)B向上振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)C向上振動(dòng)D 波向右傳播 質(zhì)點(diǎn)B向下振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)C向下振動(dòng) 自主解答 根據(jù)波峰 波谷 兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相反及相鄰波峰與波谷之間各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相同 判斷質(zhì)點(diǎn)B C振動(dòng)方向 沿波傳播方向 前面質(zhì)點(diǎn)先振動(dòng) 后面質(zhì)點(diǎn)后振動(dòng) 即前面質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近后面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 以此判斷波的傳播方向 質(zhì)點(diǎn)B與A位于波峰兩側(cè) 它們的振動(dòng)方向相反 已知質(zhì)點(diǎn)A豎直向下振動(dòng) 所以質(zhì)點(diǎn)B應(yīng)豎直向上振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)A與C位于波谷兩側(cè) 它們的振動(dòng)方向相反 所以質(zhì)點(diǎn)C應(yīng)豎直向上振動(dòng) 比較A C兩質(zhì)點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)C已經(jīng)過負(fù)的最大位移向平衡位置振動(dòng) 而質(zhì)點(diǎn)A還未到達(dá)負(fù)的最大位移 所以質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)A先振動(dòng) 即波先傳到質(zhì)點(diǎn)C 后傳到質(zhì)點(diǎn)A 所以波是向左傳播的 只有選項(xiàng)C是正確的 答案 C 方法總結(jié) 波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向關(guān)系的常見判斷方法有以下幾種 圖2 1 3 1 上下坡法不妨可以將波形圖視為連綿起伏的山峰和山谷 由波谷到波峰的部分稱上坡路 由波峰到波谷的部分為下坡路 沿波的傳播方向看 上坡 的點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng) 下坡 的點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)稱 上坡下 下坡上 如圖2 1 3所示 這是為便于應(yīng)用而提供的簡(jiǎn)便方法 2 帶動(dòng)法原理 先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) 方法 在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖像上另找一點(diǎn)P 若P 在P上方 則P向上運(yùn)動(dòng) 若P 在P下方 則P向下運(yùn)動(dòng) 如圖2 1 4 圖2 1 4 圖2 1 5 4 同側(cè)法若在波的圖像上標(biāo)出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 并在同一點(diǎn)上標(biāo)出波的傳播方向 這兩個(gè)表示方向的箭頭位于波的圖像的同一側(cè) 如圖2 1 6 圖2 1 6 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全