高中物理第十二章機(jī)械波1波的形成和傳播名師導(dǎo)航學(xué)案新人教版選修

1、1 波的形成和傳播名師導(dǎo)航知識(shí)梳理1.機(jī)械波產(chǎn)生（1）定義：機(jī)械振動(dòng)在_過(guò)程，叫機(jī)械波.（2）產(chǎn)生過(guò)程：沿波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都受它前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)，而做_振動(dòng)，對(duì)簡(jiǎn)諧波而言各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的_和_都相同，各質(zhì)點(diǎn)只在自己的_附近振動(dòng)，波只是傳播_和振動(dòng)能量.2.波的傳播波不但傳遞_,而且可以傳遞_.3.機(jī)械波包括_波和_波. 知識(shí)導(dǎo)學(xué) 學(xué)習(xí)本節(jié)前，要復(fù)習(xí)上一章中的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容，要明確機(jī)械波產(chǎn)生的兩個(gè)條件.運(yùn)用比較法學(xué)習(xí)機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)，比較橫波和縱波的概念，以及它們?cè)谌粘Ｉ钪械睦樱缣K時(shí)繩形成的波形和拉彈簧時(shí)的波形. 用抽象思維建立波的模型，用模型分析各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況，觀察

2、它們?cè)诟髯云胶馕恢玫恼駝?dòng)，以及由波源帶動(dòng)其他質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況.疑難突破1.準(zhǔn)確理解振動(dòng)和波動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系剖析：振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的“個(gè)體運(yùn)動(dòng)”，波動(dòng)是大量的、彼此相聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)將波源的振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的“群體行為”，波源的振動(dòng)是波動(dòng)的成因；波動(dòng)是振動(dòng)在空間時(shí)間上的延伸，有波動(dòng)就一定有振動(dòng)，而有振動(dòng)卻未必有波動(dòng)，因?yàn)檫€要看有無(wú)傳播振動(dòng)的介質(zhì).2.波的種類剖析：按波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可以將波分為兩類：橫波和縱波.（1）橫波定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直.波形特點(diǎn)：凸凹相間的波紋（觀察橫波演示器），又叫起伏波，凸部稱為波峰，凹部稱為波谷.（2）縱波定義：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向

3、與波的傳播方向在一條直線上.波形特點(diǎn)：疏密相間的波形，又叫疏密波，如圖12-1-1所示.圖12-1-13.機(jī)械波的特點(diǎn)剖析：取一根長(zhǎng)繩，拉平，手握一端振動(dòng)，可以形成凹凸不平的波，看到介質(zhì)中本來(lái)靜止的質(zhì)點(diǎn)，隨波的傳來(lái)而發(fā)生振動(dòng)，這一實(shí)驗(yàn)可以得到機(jī)械波的特點(diǎn)：（1）第一質(zhì)點(diǎn)都以它的平衡位置為中心做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng).（2）波傳播的只是運(yùn)動(dòng)形式（振動(dòng)），傳遞的只是振動(dòng)能量和信息，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移.典題精講【例1】圖12-1-2中所示為一簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A正向上運(yùn)動(dòng)，如圖中箭頭所示，由此可判定此橫波（ )圖12-1-2A.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)

4、B正向上運(yùn)動(dòng)B.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)C正向下運(yùn)動(dòng)C.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)D正向上運(yùn)動(dòng)D.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E正向下運(yùn)動(dòng)思路解析：考查波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系.先根據(jù)A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)可判定波向左傳播，后一質(zhì)點(diǎn)總是落后于前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，然后依同一原則可判定D點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng).答案：C綠色通道：已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向，或反之.判斷的基本規(guī)律是橫波的形成與傳播的特點(diǎn).變式訓(xùn)練：一列在豎直方向振動(dòng)的簡(jiǎn)諧橫波，波長(zhǎng)為，沿正x方向傳播，某一時(shí)刻，在振動(dòng)位移向上且大小等于振幅一半的各點(diǎn)中，任取相鄰的兩點(diǎn)P1、P2，已知P1的x坐標(biāo)小于P2的x坐標(biāo)，則（ )A.若，則P1向下運(yùn)動(dòng)，P2向上運(yùn)動(dòng)B.若

5、，則P1向上運(yùn)動(dòng)，P2向下運(yùn)動(dòng)C.若，則P1向上運(yùn)動(dòng)，P2向下運(yùn)動(dòng)D.若，則P1向下運(yùn)動(dòng)，P2向上運(yùn)動(dòng)答案：AC【例2】一列橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖12-1-3所示，傳播方向沿x軸正方向.已知在0.9 s末P點(diǎn)出現(xiàn)第三次波谷，則從零時(shí)刻算起，_s在Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰.圖12-1-3思路解析：波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻從平衡位置向y軸負(fù)方向開(kāi)始振動(dòng)，經(jīng)時(shí)間第一次到波谷位置，P點(diǎn)出現(xiàn)第三次波谷經(jīng)2時(shí)間，故2=0.9 s，得T=0.4 s,波向外傳播的速度v=5 m/s，t=0時(shí)刻波已傳至x=2.5 m處，傳至Q點(diǎn)需時(shí)間t1=s=1.1 s.這樣，Q點(diǎn)從平衡位置開(kāi)始向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，第一次到

6、波峰還需T=0.3 s，故須經(jīng)1.4 s在Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰.答案：1.4黑色陷阱：在解本題時(shí)，有一種錯(cuò)誤觀點(diǎn)是將波連續(xù)畫(huà)下去，得波傳到Q點(diǎn)時(shí)為波谷，這樣還需0.2 s，Q點(diǎn)第一次到波峰，這種出錯(cuò)的原因是未注意到在不同時(shí)刻波有不同的形狀.變式訓(xùn)練：A、B是x軸上相距12 m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)A第一次位于波峰時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)觀測(cè)：在t=4 s時(shí)，A點(diǎn)第九次處于波峰，同一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B第三次處于波峰.可知波速為（ )A.1 m/s B.2 m/s C.3 m/s D.4 m/s答案：D 問(wèn)題探究 問(wèn)題：如圖12-1-4，由于介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，當(dāng)波源1在外力作用下向上振動(dòng)

7、，必然會(huì)帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)2向上振動(dòng)，2質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來(lái)后，又會(huì)帶動(dòng)與它相鄰質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，這樣依次帶動(dòng)下去，就將振源的振動(dòng)形式傳播出去，而形成機(jī)械波.圖12-1-4 波的形成和傳播需同時(shí)具備哪兩個(gè)條件？圖中波源開(kāi)始振動(dòng)方向向上，后面的質(zhì)點(diǎn)2、3、4 諸質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向是什么？ 導(dǎo)思：此問(wèn)題是考查機(jī)械波的形成過(guò)程，解此題的關(guān)鍵是要明白機(jī)械波的形成過(guò)程.波傳播時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)實(shí)際上是做“受迫振動(dòng)”，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率與波源頻率相同，由于質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)總被靠近波源的相鄰波源帶動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)起振方向總與波源起振方向相同. 這是波的一種模型，要求我們通過(guò)觀察圖象，分析判斷、總結(jié)出質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，把模型推廣到機(jī)械波中，運(yùn)用機(jī)械波分析. 做此類題時(shí)，只要我們明白機(jī)械波產(chǎn)生的條件、產(chǎn)生的過(guò)程及機(jī)械波的特點(diǎn)，我們