高中物理 第2章 機(jī)械波 2.1 機(jī)械波的產(chǎn)生同步備課課件 滬科版選修3-4

1、1第2章2.1機(jī)械波的產(chǎn)生2學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解機(jī)械波的形成過(guò)程和產(chǎn)生條件.2.知道機(jī)械波的種類(lèi)橫波和縱波的概念.3.明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn).3內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)梳理 重點(diǎn)知識(shí)探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)4自主預(yù)習(xí)梳理51.機(jī)械波的形成波源振動(dòng) 與它相鄰的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)，并依次 離波源更遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，只是后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)比前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) .于是波源的振動(dòng)逐漸傳播出去.2.機(jī)械波的產(chǎn)生條件：(1)要有 ；(2)要有傳播振動(dòng)的 .帶動(dòng)帶動(dòng)遲一些振源介質(zhì)6 定義標(biāo)識(shí)性物理量實(shí)物波形橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相_的波波峰：凸起的_波谷：凹下的_縱波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在_上的波密部：質(zhì)點(diǎn)分布_的位置疏部：質(zhì)

2、點(diǎn)分布_的位置3.機(jī)械波可分為橫波和縱波兩類(lèi)，如下表所示.最高處同一直線(xiàn)垂直稀疏密集最低處74. 在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波.機(jī)械波傳播 的同時(shí)，也向外傳遞 和 .機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)形式能量信息8重點(diǎn)知識(shí)探究9一、機(jī)械波的形成導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究你看過(guò)藝術(shù)體操的“帶操”表演嗎？如圖1所示，運(yùn)動(dòng)員手持細(xì)棒抖動(dòng)彩帶的一端，彩帶隨波翻卷，這是波在彩帶上傳播的結(jié)果，你知道波是如何形成的嗎？答案圖1答案答案彩帶一端振動(dòng)帶動(dòng)彩帶上相鄰部分振動(dòng)，依次逐漸引起整個(gè)彩帶振動(dòng).10知識(shí)深化知識(shí)深化1.波形成的原因：以繩波為例(如圖2所示)(1)可以將繩分成許多小部分，每一小部分看做質(zhì)點(diǎn).(2)在無(wú)外來(lái)擾動(dòng)之前，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)排列在

3、同一直線(xiàn)上，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置稱(chēng)為各自的平衡位置.圖211(3)由于外來(lái)的擾動(dòng)，會(huì)引起繩中的某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，首先振動(dòng)的這個(gè)質(zhì)點(diǎn)稱(chēng)為波源.(4)由于繩中各質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用力，作為波源的質(zhì)點(diǎn)就帶動(dòng)周?chē)|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，并依次帶動(dòng)鄰近質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，于是振動(dòng)就在繩中由近及遠(yuǎn)地傳播.2.產(chǎn)生條件：(1)要有振源；(2)要有傳播振動(dòng)的介質(zhì).12例例1 如圖3所示，是某繩波形成過(guò)程的示意圖.質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿垂直直線(xiàn)方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端.已知t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，t 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1到達(dá)最上方，質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng).問(wèn)：(1)t 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀

4、態(tài)(是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向)如何？解析答案圖3答案答案見(jiàn)解析13解析解析各質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的情況.如圖所示.由甲圖可知，t 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8未達(dá)到波峰，正在向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12、16未振動(dòng).14(2)t 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？解析答案答案答案見(jiàn)解析15解析解析由乙圖可知，t 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8正在向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12正在向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)16未振動(dòng).16(3)tT時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？解析答案答案答案見(jiàn)解析17解析解析由圖丙可知，tT時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12正在向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)16正在向上振動(dòng).18二、橫波和縱波導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究2011年3月，日本東北部海域發(fā)生里氏9.0級(jí)強(qiáng)地震，其引發(fā)的海嘯加上核泄

5、漏事故給日本帶來(lái)巨大的損失.通過(guò)視頻咱們可以觀察到地震發(fā)生時(shí)，地面會(huì)產(chǎn)生前后或左右的晃動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生豎直方向的振動(dòng)，你知道這是為什么嗎？答案答案答案地震波有縱波和橫波，不同的波引起地面的振動(dòng)不同.19知識(shí)深化知識(shí)深化1.橫波橫波定義：把介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向垂直的波叫做橫波，如繩波.(1)在橫波中，凸起的最高處叫做波峰，凹下去的最低處叫做波谷，橫波是以波峰和波谷這個(gè)形式將機(jī)械振動(dòng)傳播出去的，這種波在傳播時(shí)呈現(xiàn)出凸凹相間的波形.(2)橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產(chǎn)生彈力作用所致，故純粹的橫波只能通過(guò)固體傳播.202.縱波縱波定義：把介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線(xiàn)上的波叫做縱波

6、.(1)在縱波中，質(zhì)點(diǎn)分布密集的地方叫做密部，質(zhì)點(diǎn)分布稀疏的地方叫做疏部.縱波在傳播時(shí)呈現(xiàn)出疏密相間的波形.(2)在縱波的情況下，物體的各部分經(jīng)常受到壓縮和拉長(zhǎng)，也就是說(shuō)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.21例例2 (多選)下列關(guān)于橫波和縱波的說(shuō)法正確的是A.凸凹相間的波叫橫波，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷B.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向在同一直線(xiàn)上的波叫橫波C.縱波的波形是疏密相間的，質(zhì)點(diǎn)分布密集的部分叫密部，分布稀疏的 地方叫疏部D.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在同一直線(xiàn)上的波叫縱波解析答案22解

7、析解析橫波具有波峰和波谷，A正確；振動(dòng)的方向與傳播的方向垂直的波為橫波，振動(dòng)的方向與傳播的方向在同一直線(xiàn)上的波為縱波，B錯(cuò)誤，D正確；縱波有疏部和密部且波形是疏密相間的，C正確.23三、波傳遞的是能量和信息導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究一同學(xué)不小心把一只排球打入湖中，為使球能漂回岸邊，這位同學(xué)采用不斷將石頭拋向湖中的方法，這位同學(xué)能否通過(guò)這種方法把排球沖上岸？這說(shuō)明波傳播的是什么？答案答案答案不能.石頭激起的水波向四周傳播，浮在水面上的排球隨水上下起伏，不能到達(dá)河岸.這說(shuō)明波傳播時(shí)介質(zhì)不隨波遷移，傳播的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式.24知識(shí)深化知識(shí)深化波傳播的特點(diǎn)波傳播的特點(diǎn)1.波傳播的是振動(dòng)形式，而介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不

8、隨波遷移；2.波在傳遞運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)，也傳遞能量和信息.25例例3 (多選)關(guān)于機(jī)械波的說(shuō)法正確的是A.相鄰的質(zhì)點(diǎn)要相互做功B.縱波的質(zhì)點(diǎn)可以隨波遷移，而橫波的質(zhì)點(diǎn)不能C.振源開(kāi)始時(shí)怎樣振動(dòng)，其他質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始時(shí)就怎樣振動(dòng)D.除振源外波中各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)解析答案26解析解析機(jī)械波是由于介質(zhì)中前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)，使振源的振動(dòng)形式與振源的能量向遠(yuǎn)處傳播而形成的，前后質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，因而相互做功，故A正確；波傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)只能在各自的平衡位置附近振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，縱波也是機(jī)械波，因此B錯(cuò)；每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是由振源依次帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的頻率都與振源頻率相同，并且

9、都“仿照”振源振動(dòng)，故C、D正確.27例例4 (多選)關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是A.振動(dòng)是波的成因，波是振動(dòng)的傳播B.振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)象C.波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度D.波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播解析答案四、振動(dòng)和波動(dòng)的區(qū)別28解析解析機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)，由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)、由近及遠(yuǎn)地傳播而形成波，所以選項(xiàng)A、B正確；波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變，而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；介質(zhì)中一旦形成了波，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)就會(huì)將振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)的向

10、外傳播，當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中已經(jīng)振動(dòng)起來(lái)的質(zhì)點(diǎn)還在振動(dòng)，所以波將繼續(xù)傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.29課堂要點(diǎn)小結(jié)課堂要點(diǎn)小結(jié)30當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)311.下列對(duì)機(jī)械波的認(rèn)識(shí)正確的是A.形成機(jī)械波一定要有振源和介質(zhì)B.振源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的波中，各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況完全相同C.橫波向右傳播時(shí)，處于波峰的質(zhì)點(diǎn)也向右遷移D.機(jī)械波向右傳播時(shí)，右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)早一些振動(dòng)12解析答案332解析解析振源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)必不可少的條件，故A正確.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，沿波的傳播方向，后面的質(zhì)點(diǎn)比前面的質(zhì)點(diǎn)總要晚一些開(kāi)始振動(dòng)，但質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一

11、致，故B、C、D均錯(cuò).123332.下列關(guān)于橫波與縱波的說(shuō)法中，正確的是A.聲波一定是縱波B.水波一定是橫波C.地震波既有橫波，也有縱波D.縱波中的質(zhì)點(diǎn)要隨波遷移，橫波中的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移解析答案12334解析解析聲波可以在空氣中傳播，也可以在液體和固體中傳播，空氣中的聲波一定是縱波，而液體、固體中的聲波既可能是縱波，也可能是橫波，故A錯(cuò)；水波既不是橫波，也不是縱波，它的運(yùn)動(dòng)形式比較復(fù)雜，故B錯(cuò)；地震波既有橫波，也有縱波，故發(fā)生地震時(shí)，地面既有上下振動(dòng)，也有左右振動(dòng)，C正確；無(wú)論是橫波，還是縱波，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都不隨波發(fā)生遷移，故D錯(cuò).123353.關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是A.有機(jī)械波必有振動(dòng)B.有機(jī)