2024年高中物理新教材同步講義選修第一冊學(xué)習(xí)筆記第3章 1　波的形成

1波的形成[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.理解波的形成過程，會(huì)判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向(難點(diǎn))。2.知道橫波和縱波的概念，能夠區(qū)別橫波和縱波。3.知道機(jī)械波的產(chǎn)生條件和傳播特點(diǎn)(重點(diǎn))。一、波的形成及特點(diǎn)如圖所示，手拿繩的一端，上下振動(dòng)一次，使繩上形成一個(gè)凸起狀態(tài)，隨后形成一個(gè)凹落狀態(tài)，可以看到，這個(gè)凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動(dòng)。如果在繩子上某處做一紅色標(biāo)記，觀察這一紅色標(biāo)記的運(yùn)動(dòng)。(1)紅色標(biāo)記有沒有隨波遷移？紅色標(biāo)記是怎樣運(yùn)動(dòng)的？(2)當(dāng)手停止抖動(dòng)后，繩上的波會(huì)立即停止嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．波：________的傳播稱為波動(dòng)，簡稱波。2．波的形成(以繩波為例)(1)一條繩子可以分成一個(gè)個(gè)小段，這些小段可以看作一個(gè)個(gè)________的質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)之間存在著____________的作用。(2)當(dāng)手握繩端上下振動(dòng)時(shí)，繩端________相鄰的質(zhì)點(diǎn)，使它也上下振動(dòng)。這個(gè)質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)…繩子上的質(zhì)點(diǎn)都跟著振動(dòng)起來，只是后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)________一些開始振動(dòng)，繩端這種________________________就沿繩子傳了出去，整體上形成了凹凸相同的波形。1．繩上各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向(起振方向)與振源起振的方向有什么關(guān)系？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．振源振動(dòng)停止后，波還能繼續(xù)傳播嗎？________________________________________________________________________________波動(dòng)過程中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)波動(dòng)過程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)為：(1)先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)——“帶動(dòng)”(2)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)——“重復(fù)”(3)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)滯后于先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)—“滯后”例1如圖所示是某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(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t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng)，t＝eq\f(T,4)時(shí)，1到達(dá)最上方，5開始向上運(yùn)動(dòng)。問：(1)t＝eq\f(T,2)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)6、10、14的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向)如何？(2)畫出t＝eq\f(3T,4)時(shí)的波形，并說明質(zhì)點(diǎn)6、10、14的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________二、橫波和縱波如圖所示：(1)圖甲是繩波，其中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向是什么關(guān)系？(2)圖乙是推拉彈簧產(chǎn)生的波，其中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向是什么關(guān)系？橫波和縱波的對(duì)比名稱項(xiàng)目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)方向和波的傳播方向在同一條直線上介質(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)密部和疏部例2(多選)關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是()A．對(duì)于橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一定垂直B．振源上下振動(dòng)形成的波為橫波C．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D．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移三、機(jī)械波1．介質(zhì)(1)定義：波借以________的物質(zhì)。(2)特點(diǎn)：組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)之間有____________，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)會(huì)引起____________的振動(dòng)。2．機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)在________中傳播，形成了機(jī)械波。3．機(jī)械波的特點(diǎn)(1)介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時(shí)，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，它傳播的只是________這種運(yùn)動(dòng)形式。(2)波是傳遞________的一種方式。(3)波可以傳遞________。1．機(jī)械波的特點(diǎn)(1)機(jī)械波的傳播離不開介質(zhì)，沒有介質(zhì)就無法形成機(jī)械波。(2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，所以各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)均與波源的振動(dòng)周期(頻率)相同。(3)離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后，但每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源起振方向相同。(4)機(jī)械波向前傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移。2．幾種常見的波(1)繩波是橫波；(2)空氣中產(chǎn)生的聲波是縱波；(3)地震波中既有橫波，又有縱波；(4)水波既不是橫波，也不是縱波，是一種比較復(fù)雜的機(jī)械波。3．振動(dòng)和波動(dòng)的聯(lián)系(1)振動(dòng)是波動(dòng)的原因，波動(dòng)是振動(dòng)的結(jié)果；有波動(dòng)必然有振動(dòng)，有振動(dòng)不一定有波動(dòng)。(2)波動(dòng)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的性質(zhì)、頻率和振幅與波源相同。(1)物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波。()(2)機(jī)械波的傳播方向就是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。()(3)除振源外，機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)。()(4)機(jī)械波是介質(zhì)隨波遷移，也是振動(dòng)能量的傳遞。()例3如圖是以質(zhì)點(diǎn)P為波源的機(jī)械波在繩上傳到質(zhì)點(diǎn)Q時(shí)的波形。(1)請(qǐng)判斷此機(jī)械波的類型。(2)判斷圖示時(shí)刻Q質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。(3)P點(diǎn)從平衡位置剛開始振動(dòng)時(shí)，是朝著哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的？(4)此波的形成是否是P質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)到Q質(zhì)點(diǎn)形成的？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

四、“帶動(dòng)法”判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向繩波在某時(shí)刻的形狀如圖所示，若O是波源，則此刻A點(diǎn)向什么方向運(yùn)動(dòng)？若O′是波源，則此刻A點(diǎn)向什么方向運(yùn)動(dòng)？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________拓展延伸某時(shí)刻一列波的形狀如圖所示。此刻質(zhì)點(diǎn)a正在向上運(yùn)動(dòng)試判斷此刻質(zhì)點(diǎn)b的運(yùn)動(dòng)方向．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(1)原理：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)的質(zhì)