1機(jī)械波的形成和傳播

1、1 機(jī)械波的形成和傳播第3頁(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道直線上波的形成過(guò)程.2 理解什么是機(jī)械波，確認(rèn)波是傳播振動(dòng)形式和傳 遞能量的一種方式.(難點(diǎn))3 知道什么是橫波、波峰和波谷.(重點(diǎn)、難點(diǎn))4 知道什么是縱波、密部和疏部.(重點(diǎn)、難點(diǎn))波的形成和傳播波的形成淺的分類一機(jī)械波的形成和傳播先填空1. 機(jī)械波形成原因以繩波為例(如圖2-1-1)圖 2-1-1(1) 可以將繩分成許多小段，每一段都可以看做質(zhì)點(diǎn).(2) 如果手不抖動(dòng)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)排列在同一直線上，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置稱為 各自的平衡位置.(3 )手連續(xù)上下抖動(dòng)，引起的振動(dòng)就會(huì)沿繩向另一端傳去，振動(dòng)狀態(tài)在繩上 的傳播就形成了機(jī)械波.(4)手是

2、引起繩上初始振動(dòng)的裝置，叫波源一2. 介質(zhì)(1) 定義：能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì).(2) 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng), 并沒(méi)有隨波的傳播而向前遷移.3. 機(jī)械波(1) 定義：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波.(2) 機(jī)械波的產(chǎn)生條件波源：引起初始振動(dòng)的裝置.介質(zhì)：能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì).(3) 機(jī)械波的特點(diǎn)介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時(shí)，介質(zhì)本身并不隨波一起遷移，傳播的只是機(jī)械振 動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式.波是傳遞能量的一種方式.再判斷1 機(jī)械波傳播的是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn).(x)2 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波.(X )3在繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)停止運(yùn)動(dòng).(x)4. 在

3、繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是近似的勻速直線運(yùn)動(dòng).(X )后思考1 .振動(dòng)和波的關(guān)系是什么？有振動(dòng)是否一定有機(jī)械波？【提示】 波源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的必要條件， 二者缺一不可，有振動(dòng)不定有機(jī)械波，有機(jī)械波一定有振動(dòng).2. 機(jī)械波形成后，若波源停止振動(dòng)，機(jī)械波會(huì)立即消失嗎？【提示】 不會(huì).波源停止振動(dòng)后，機(jī)械波傳遞的能量并沒(méi)有立即消失，因此機(jī)械波不會(huì)立即消失.1. 機(jī)械波的形成(1)實(shí)質(zhì)：介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)后面質(zhì)點(diǎn)的 振動(dòng).(2) 各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)：每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做相同的受迫振動(dòng).(3) 各質(zhì)點(diǎn)間的作用：相鄰質(zhì)點(diǎn)間有彈力作用，相互做功，將振動(dòng)形式和振 動(dòng)能量同時(shí)向外傳

4、播.2. 機(jī)械波的特點(diǎn)(1) 振幅：若不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)振幅相同.(2) 周期：波的周期、各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期均和波源的振動(dòng)周期相同.(3) 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)刻：離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)越晚.(4) 各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)：各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移(5) 作用：機(jī)械波向外傳播振動(dòng)形式和能量1如圖 2-1-2是一條軟繩，繩上選有 18 個(gè)質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn) 1 在外力作用下首先 向上振動(dòng)， 其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)， 從而形成簡(jiǎn)諧波 由波的 形成及圖示可知，下列說(shuō)法中正確的是 ( )圖 2-1-2A質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)B. 每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)

5、動(dòng)后，在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C. 繩子上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同D. 繩子上波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒E 波的形成過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)沿著波的傳播方向移動(dòng)【解析】 質(zhì)點(diǎn) 1 帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn) 2 是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的， 因此每個(gè)質(zhì) 點(diǎn)都做受迫振動(dòng)， A 正確；每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，只在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水 平方向不隨波遷移，B和E錯(cuò)誤；繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同， 振動(dòng)周 期等于波源振動(dòng)周期， C 正確；波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè) 質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒

6、， D 正確【答案】 ACD2將一個(gè)小石子投向平靜的湖面中心，會(huì)激起一圈圈向外傳播的波紋，如 果此時(shí)水面上有一片樹(shù)葉，那么樹(shù)葉運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的？【解析】 波在傳播過(guò)程中， 只傳遞振動(dòng)能量和波源所發(fā)出的信息， 而各質(zhì) 點(diǎn)不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動(dòng)【答案】 在原位置上下振動(dòng)機(jī)械波的形成和傳播特點(diǎn)1機(jī)械波的形成過(guò)程及特點(diǎn)可以概括為 “帶動(dòng)、重復(fù)、落后 ”，即前一質(zhì)點(diǎn)“帶動(dòng)”后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)“重復(fù)”前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式，并且后一質(zhì) 點(diǎn)的振動(dòng)“落后”于前一質(zhì)點(diǎn).2.就整個(gè)物體來(lái)說(shuō)，呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動(dòng)，而就構(gòu)成物體的單個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動(dòng).3. 要畫(huà)另一時(shí)刻的波形圖，應(yīng)先確定特殊點(diǎn)

7、的位置，即此時(shí)刻在平衡位置或最大位移處的點(diǎn)，如波源1和質(zhì)點(diǎn)5、9、13,這些點(diǎn)的位置確定后，其他點(diǎn)可順勢(shì)找出.橫波和縱波先填空機(jī)械波可分為橫波和縱波兩類定義標(biāo)識(shí)性物理量實(shí)例橫質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波:波峰：橫波中凸起的最高處繩上形成波的傳播方向垂直的波波谷：橫波中凹下的最低處的波縱質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波密部：縱波中質(zhì)點(diǎn)分布密集的位置聲波、彈波的傳播方向平行的波疏部：縱波中質(zhì)點(diǎn)分布稀疏的位置簧上的波再判斷1橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直.（V）2質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波都是橫波.（V）3. 如果波源停止振動(dòng)，介質(zhì)中的波也會(huì)立即停止.（x）4 橫波在固體、液體、氣體中都能傳播，縱波只能在

8、氣體中傳播.（X）后思考1.在平靜的湖面上，漂浮著一片樹(shù)葉，如果你往樹(shù)葉附近扔下一塊小石子，湖面立即興起水波，水波一圈一圈往外擴(kuò)展出去，于是樹(shù)葉運(yùn)動(dòng)起來(lái).這里的水波是橫波還是縱波?圖 2-1-3【提示】 橫波.2 地震波既有橫波也有縱波，試分析哪一種波對(duì)地面建筑物的破壞力大.【提示】 橫波振動(dòng)方向與波前進(jìn)方向垂直，而縱波振動(dòng)方向與傳播方向一 致在震中區(qū)，地震波直接入射地面，橫波表現(xiàn)為左右搖晃縱波表現(xiàn)為上下跳 動(dòng)另外，橫波振幅比縱波大，破壞力大，所以橫波的水平晃動(dòng)力是造成建筑物 破壞的主要原因.1.橫波和縱波的比較橫波縱波概念在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向

9、和波的傳播方向在一條直線上介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳 播特征在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏 部2振動(dòng)與波動(dòng)的聯(lián)系和區(qū)別振動(dòng)波動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象振動(dòng)是單個(gè)物體所表現(xiàn)出的周 而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象波動(dòng)是介質(zhì)中大量的質(zhì)點(diǎn)受到 擾動(dòng)時(shí)，從擾動(dòng)中心傳播開(kāi)來(lái) 的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象運(yùn)動(dòng) 的成因物體由于某種原因離開(kāi)平衡位 置，同時(shí)受到指向平衡位置的 力 回復(fù)力作用介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的 擾動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng)，并由近及遠(yuǎn) 傳播開(kāi)去，且各部分都受到指 向原位置的力的作用聯(lián)系(1) 振動(dòng)是波的起因，波是振動(dòng)的傳播(2) 有波動(dòng)一定有振動(dòng)，有振動(dòng)不一定有波動(dòng)(3) 牢記波動(dòng)

10、的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期3.關(guān)于橫波和縱波，下列說(shuō)法正確的是()A .對(duì)于縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反B.對(duì)于橫波，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向一定垂直第7頁(yè)C 形成縱波的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移D 空氣介質(zhì)只能傳播縱波E 空氣介質(zhì)只能傳播橫波【解析】 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波是橫波， 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方 向與波的傳播方向平行的波是縱波； 縱波質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向有時(shí)相 同，有時(shí)相反，A、B正確；無(wú)論橫波還是縱波，質(zhì)點(diǎn)都不隨波遷移， C錯(cuò)誤； 橫波不能在空氣中傳播，空氣只能傳播縱波， D 正確， E 錯(cuò)誤【答案】 ABD4. 一列橫波沿繩子向右傳播，傳播過(guò)程無(wú)能量

11、損失，某時(shí)刻繩子形成如圖2-1-4 所示的凹凸形狀對(duì)此時(shí)繩上 A、 B、 C、 D、 E、 F 六個(gè)質(zhì)點(diǎn)，下列說(shuō)法正 確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)： 18640013】 圖 2-1-4A 它們的振幅相同B質(zhì)點(diǎn)D和F的速度方向相同C 質(zhì)點(diǎn)A和C的速度方向相同D 從此時(shí)算起，質(zhì)點(diǎn)B比C先回到平衡位置E 從此時(shí)算起，質(zhì)點(diǎn)E比F先到達(dá)波峰【解析】 波源振動(dòng)時(shí)，繩上各質(zhì)點(diǎn)通過(guò)相互間的彈力作用跟著做受迫振動(dòng)， 不考慮傳播中的能量損耗時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)的振幅均相同，選項(xiàng) A 正確；波傳播時(shí)， 離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)落后于離波源近的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)， 并跟隨著離波源近的質(zhì)點(diǎn) 振動(dòng)由題圖可知，波源在左端，因此，質(zhì)點(diǎn) D 跟隨離波源近的質(zhì)點(diǎn) C 正向上 運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn) F 跟隨離波源近的質(zhì)點(diǎn) E 正向下運(yùn)動(dòng)，兩者速度方向相反，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；同理，此時(shí)質(zhì)點(diǎn) A正向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)C正向上運(yùn)動(dòng)，兩者速度方向也相 反，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于此時(shí)B、C兩質(zhì)點(diǎn)都向上運(yùn)動(dòng)，B比C先到最大位移處， 故B比C先回到平衡位置，選項(xiàng) D正確同理知選項(xiàng)E正確.【答案】ADE5. 某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為 4 km/s和9 km/s.種簡(jiǎn) 易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖2-1-5所示).在一次地 震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差 5 s開(kāi)始振