3.1波的形成(課件)-2021-2022學(xué)年高中物理課件（人教版2019選擇性必修第一冊）

第三章機(jī)械波3.1波的形成人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊CONTENTS01

波

的

形

成02橫波和縱波03機(jī)

械

波04目錄典型例題典型例題01

波

的

形

成機(jī)

械

波生活中的波現(xiàn)象繩波紅旗飄飄水波人浪課堂引入

在藝術(shù)體操的帶操表演中，運(yùn)動(dòng)員手持細(xì)棒抖動(dòng)彩帶的一端，彩帶隨之波浪翻卷。彩帶上的波浪向前傳播時(shí)，彩帶上的每個(gè)點(diǎn)也在向前運(yùn)動(dòng)嗎？問題：？

彩帶上的波浪翻卷實(shí)際是振動(dòng)在彩帶上傳播的結(jié)果。振動(dòng)的傳播稱為波動(dòng)，簡稱波（wave）。波是怎樣形成的？思考：為什么繩上各點(diǎn)都能動(dòng)起來呢？凹凸相間的波是怎樣形成的？一、波的形成設(shè)想:把繩分成很多小段每一個(gè)小段可以看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用力繩波的形成請點(diǎn)擊手181716151311964312578101214時(shí)刻：0111213141516171891234567810時(shí)刻：T/4123456978101112131415161718時(shí)刻：T/2151617131814101112123456789時(shí)刻：3T/41314151617184567891011123時(shí)刻：T12171214151613111897654時(shí)刻：5T/4123810機(jī)械波傳播過程中質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。波的形成：由于相鄰質(zhì)點(diǎn)間的力的作用，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)附近的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，附近各點(diǎn)的振動(dòng)又帶動(dòng)較遠(yuǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，從而使振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播。波的傳播過程質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：前帶后，后跟前，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向后傳；

波源質(zhì)點(diǎn)先向上振,其它質(zhì)點(diǎn)也向上；質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，但不隨波遷移;質(zhì)點(diǎn)傳播能量由近向遠(yuǎn).因此:波傳遞的是運(yùn)動(dòng)形式和能量.

一、波的形成例1:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，下列說法中正確的是(AB)(A)介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近作振動(dòng)(B)介質(zhì)中相鄰質(zhì)點(diǎn)間必存在相互作用力(C)介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)開始振動(dòng)(D)介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移02

橫波和縱波機(jī)

械

波1、橫波①特征：②波形特點(diǎn)：凹凸相間的波紋③波峰與波谷：凸起部分的最高點(diǎn)叫做波峰凹下部分的最低點(diǎn)叫波谷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直二、橫波和縱波2、縱波①特征：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。②波形特點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)分布較稀的部分叫疏部，質(zhì)點(diǎn)分布較密的部分叫密部。縱波能在所有物質(zhì)中傳播波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向橫波和縱波的特征：1.橫波在介質(zhì)中傳播時(shí)，只有固體能承受切變，因此橫波只能在固體中傳播.2.縱波在介質(zhì)中就形成稠密和稀疏的區(qū)域，故又稱為疏密波.因此縱波能在所有物質(zhì)中傳播.3.聲波有橫有縱，但大部分是縱波，要看傳播的介質(zhì)。聲音在空氣傳播是

縱波，聲波在固體中傳播可能是橫波也可能是縱波。地震波既有橫波又有縱波。水波既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波。例2:關(guān)于橫波和縱波，下列說法中正確的是(C)(A)質(zhì)點(diǎn)作上下振動(dòng)的波叫橫波(B)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的波叫縱波(C)橫波中位于波谷與波峰的點(diǎn)都是該時(shí)刻位移最大的點(diǎn)(D)橫波中，位移最大的點(diǎn)在波峰，位移最小的點(diǎn)在波谷03

機(jī)

械

波機(jī)

械

波1、定義：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)的傳播就形成了機(jī)械波。2、產(chǎn)生條件：①有振源。②有可傳播波的介質(zhì)。波源（振源）：能夠維持振動(dòng)的傳播，不間斷的輸入能量,并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。介質(zhì)：凡是能傳播機(jī)械振動(dòng)的媒介物質(zhì)，都可以叫做介質(zhì)。三、機(jī)械波【注意】有振動(dòng)不一定存在波，有波一定存在振動(dòng)．②機(jī)械波傳播的是振動(dòng)的形式、能量和信息;③各質(zhì)點(diǎn)都以自己的平衡位置為中心振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移;⑤各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同。④介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率都等于波源的振動(dòng)頻率；

①沿波傳播的方向由近及遠(yuǎn)的傳播。(前帶后，后跟前，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)往后傳。)(1)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)3.機(jī)械波的特點(diǎn)(2)傳播規(guī)律：波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播(3)波動(dòng)與振動(dòng)區(qū)別和聯(lián)系1.區(qū)別:振動(dòng)是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動(dòng);波動(dòng)是介質(zhì)中許多質(zhì)點(diǎn)的集體運(yùn)動(dòng)．2.聯(lián)系：(1)都是周期性的運(yùn)動(dòng)：波動(dòng)周期等于質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期

(2)從構(gòu)成介質(zhì)的某一質(zhì)點(diǎn)來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動(dòng)，從構(gòu)成介質(zhì)的整體來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動(dòng)

(3)振動(dòng)是形成波動(dòng)的必要條件，但有振動(dòng)不一定存在波動(dòng)

(4)波動(dòng)是振動(dòng)形式的傳播過程．例3:關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法正確的是（）A．有機(jī)械波必有振動(dòng)B．有機(jī)械振動(dòng)必有波C．離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)較慢D．波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中的波立即停止傳播A04

典

型

例

題機(jī)

械

波例1、（單選）關(guān)于機(jī)械波，下列說法中正確的是()A．機(jī)械波的振幅與波源振動(dòng)的振幅不相等B．在波的傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率C．在波的傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度等于波的傳播速度D．在機(jī)械波的傳播過程中，離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期越大B

隨堂練習(xí)

例2、如圖所示，在繩上傳播一列橫波，則繩上某一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路徑可能是：()AabcdeBafcheCfgfbfDabcga

abfgchdec

例3、簡諧波在繩中傳播的示意圖如圖所示。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)質(zhì)點(diǎn)2、3、4…依次做受迫振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)1從平衡位置向上運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)，t=0.4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1第一次到達(dá)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng)，若質(zhì)點(diǎn)1的振幅為4cm，則下列說法正確的是（）A．質(zhì)點(diǎn)7和質(zhì)點(diǎn)11的振動(dòng)情況始終相反B．t=1.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)11開始向上振動(dòng)C．t=1.2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9處于波峰D．0-1.4s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)7通過的路程為8cmCD

例4、如圖所示，1、2、3、4…是某繩(可認(rèn)為是均勻介質(zhì))上一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)．開始時(shí)繩處于水平方向，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開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過二分之一周期，質(zhì)點(diǎn)9開始運(yùn)動(dòng)．則在二分之一周期時(shí)，下列說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)3向上運(yùn)動(dòng)B．質(zhì)點(diǎn)5所受回復(fù)力為最大值C．質(zhì)點(diǎn)6的加速度向下D．質(zhì)點(diǎn)9的振幅為零AB

例5、一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成如圖所示的形狀，對此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個(gè)質(zhì)點(diǎn)（）A．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AD

例