新教材2025版高中物理第三章機械波1.機械波的形成和傳播學案教科版選擇性必修第一冊

1.機械波的形成和傳播課標要求1.理解機械波的形成過程和產(chǎn)生條件．2．知道機械波的種類——橫波和縱波的概念．3．明確機械波傳播的特點．4．駕馭由傳播方向確定質(zhì)點振動方向的方法．思維導圖必備學問·自主學習——突出基礎性素養(yǎng)夯基一、機械波的形成和傳播1．機械波形成緣由以繩波為例(如圖)(1)可以將繩分成很多小段，每一段都可以看作________．(2)假如手不抖動，各個質(zhì)點排列在同始終線上，各個質(zhì)點所在的位置稱為各自的____________．(3)手連續(xù)上下抖動，引起的振動就會沿繩向另一端傳去，____________在繩上的傳播就形成了機械波．(4)手是引起繩上初始振動的裝置，叫________．[導學1]由于相鄰質(zhì)點間存在著相互作用，當繩中某一質(zhì)點發(fā)生振動(振源)時，就會帶動相鄰的質(zhì)點，使它上下振動，這個質(zhì)點又帶動更遠一些的質(zhì)點振動起來，后面的質(zhì)點步調(diào)滯后．[導學2](1)各點起先起振方向與振源相同．(2)傳播過程中各質(zhì)點的振動都是受迫振動，周期與振源相同．2．介質(zhì)(1)定義：能夠傳播振動的物質(zhì)．(2)質(zhì)點運動特點：介質(zhì)中的各質(zhì)點只是在各自的平衡位置旁邊左右振動，并沒有隨波的傳播而向前移動．3．機械波(1)定義：____________在介質(zhì)中的傳播，形成了機械波．(2)機械波的產(chǎn)生條件①波源：________________的部分．②介質(zhì)：________________的物質(zhì)．(3)機械波的特點①介質(zhì)中有機械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起遷移，傳播的只是____________這種運動形式．②波是傳遞________的一種方式．[導學3]橫波只能在固體介質(zhì)中傳播；縱波在固體、液體和氣體中均能傳播．二、橫波與縱波機械波可分為橫波和縱波兩類定義標識性物理量實例橫波質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向________的波①波峰：橫波中凸起的________②波谷：橫波中凹下的________繩上形成的波縱波質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向________的波①密部：縱波中質(zhì)點分布________的部分②疏部：縱波中質(zhì)點分布________的部分聲波、彈簧上的波關鍵實力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點一波的形成、傳播及特點導學探究如圖所示，手拿繩的一端，上下振動一次，使繩上形成一個凸起狀態(tài)，隨后形成一個凹落狀態(tài)，可以看到，這個凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動．假如在繩子上某處系一手帕做標記，視察手帕的運動有什么特點？手帕隨著凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動嗎？歸納總結1.機械波的形成與傳播2．波的特點(1)振幅：像繩波這種一維(只在某個方向上傳播)機械波，若不計能量損失，各質(zhì)點的振幅相同．(2)周期(頻率)：各質(zhì)點都在做受迫振動，所以各質(zhì)點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同．(3)步調(diào)：離波源越遠，質(zhì)點振動越滯后．(4)運動：各質(zhì)點只在各自的平衡位置旁邊做往復振動，并不隨波遷移．各質(zhì)點的起振方向都與波源起先振動的方向相同．(5)實質(zhì)：機械波向前傳播的是振動這種運動形式，同時也可以傳遞能量和信息．典例示范例1(多選)如圖是一條軟繩，繩上選有18個質(zhì)點，質(zhì)點1在外力作用下首先向上振動，其余質(zhì)點在相互作用力的帶動下依次振動，從而形成簡諧波．由波的形成及圖示可知，下列說法正確的是()A．質(zhì)點1帶動質(zhì)點2是利用繩上質(zhì)點間的彈力實現(xiàn)的，因此每個質(zhì)點均做受迫振動B．每個質(zhì)點起先運動后，在水平方向做勻速運動，在豎直方向做簡諧運動C．繩子上的每一個質(zhì)點起先振動時，方向都向上，振動周期都相同D．繩子上波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個質(zhì)點均做等幅振動，但每個質(zhì)點的機械能并不守恒歸納總結機械波的形成和傳播特點(1)機械波的形成過程及特點可以概括為“帶動、重復、落后”，即前一質(zhì)點“帶動”后一質(zhì)點振動，后一質(zhì)點“重復”前一質(zhì)點的振動形式，并且后一質(zhì)點的振動“落后”于前一質(zhì)點．(2)就整個物體來說，呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動，而就構成物體的單個質(zhì)點來說，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動．(3)要畫另一時刻的波形圖，應先確定特別點的位置，即此時刻在平衡位置或最大位移處的點，這些點的位置確定后，其他點可順勢找出．素養(yǎng)訓練1(多選)關于機械波，下列說法正確的是()A．各質(zhì)點都在各自的平衡位置旁邊振動B．相鄰質(zhì)點間有相互作用力C．前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點振動，后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點D．各質(zhì)點隨波的傳播而遷移素養(yǎng)訓練2在一安靜的湖面上漂移著一輕木塊，向湖中投入一石塊，在湖面上激起水波，關于木塊的運動狀況．以下說法正確的是()A．因為“同流合污”，木塊將被推至遠處B．因不知道木塊離波源的遠近如何，所以無法確定木塊的運動狀況C．無論木塊離波源的遠近如何，它都不能被波推動，最多只能在湖面上做上下振動D．木塊被推動的距離與木塊的質(zhì)量大小和所受水的阻力的大小等狀況有關探究點二橫波和縱波歸納總結1.質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向的關系不同：橫波中，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直；縱波中，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一條直線上．2．傳播介質(zhì)不同：橫波只能在固體介質(zhì)中傳播；縱波在固體、液體和氣體中均能傳播．3．特征不同：橫波中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷；縱波中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部．典例示范例2下列關于橫波、縱波的說法正確的是()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)點振動方向和波的傳播方向在同始終線上的波叫橫波C．沿橫向傳播的波叫橫波，沿縱向傳播的波叫縱波D．沿橫向傳播的波叫縱波，沿縱向傳播的波叫橫波歸納總結要區(qū)分橫波和縱波，須從兩個方面入手，一是劃分標準，二是波形特征．(1)橫波和縱波的最大區(qū)分表現(xiàn)在波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的關系上．(2)橫波和縱波都須要介質(zhì)傳播，但對介質(zhì)的要求不同．素養(yǎng)訓練3下列關于橫波的說法正確的是()A．橫波中，質(zhì)點的振動方向肯定與波的傳播方向垂直B．橫波中，質(zhì)點的振動方向也可能與波的傳播方向在同始終線上C．橫波中，波水平向右傳播，各個質(zhì)點肯定上下振動D．能形成波峰、波谷的波是橫波素養(yǎng)訓練4(多選)下列有關橫波與縱波的說法正確的是()A．沿水平方向傳播的波為橫波B．縱波可以在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)介質(zhì)中傳播C．縱波與橫波不行以同時在同一介質(zhì)中傳播D．橫波只能在固體中傳播探究點三波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法歸納總結內(nèi)容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點向下振動，“下坡”時質(zhì)點向上振動“同側(cè)”法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進行微小的平移，再由對應同一x坐標的兩波形曲線上的點來推斷振動方向典例示范例3一列橫波在某時刻的波形圖如圖所示，此時F質(zhì)點的振動方向向下，則下列說法正確的是()A．波水平向右傳播B．質(zhì)點H與質(zhì)點F的運動方向相同C．質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置D．此時刻質(zhì)點C的加速度為零素養(yǎng)訓練5振源A帶動細繩上各點上下做簡諧運動，t＝0時刻繩上形成的波形如圖所示．規(guī)定繩上質(zhì)點向上運動的方向為x軸的正方向，則P點的振動圖像是()隨堂演練·自主檢測——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達標1．(多選)關于機械波的形成，下列說法正確的是()A．物體做機械振動，肯定產(chǎn)朝氣械波B．后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點重復振動，只是時間落后一步C．參加振動的質(zhì)點均有相同的頻率D．機械波是介質(zhì)隨波的遷移，也是振動能量的傳遞2．以下對機械波的相識正確的是()A．形成機械波肯定要有振源和介質(zhì)B．振源做簡諧運動形成的波中，各質(zhì)點的運動狀況完全相同C．橫波向右傳播時，處于波峰的質(zhì)點也向右遷移D．機械波向右傳播時，右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點早一些振動3．(多選)下列關于橫波與縱波的說法正確的是()A．聲波肯定是縱波B．水波肯定是橫波C．地震波既有橫波，也有縱波D．橫波只能在固體中傳播，縱波既可以在固體中傳播，也可以在液體、氣體中傳播4．在敲響古剎里的大鐘時，有的同學發(fā)覺，停止對大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”，其緣由是()A．大鐘的回聲B．大鐘在接著振動，空氣中接著形成聲波C．人的聽覺發(fā)生“暫留”的原因D．大鐘雖停止振動，但空氣仍在振動5．(多選)一列簡諧橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的形態(tài)．對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點的說法正確的是()A．它們的振幅相同B．質(zhì)點D和質(zhì)點F的速度方向相同C．質(zhì)點A和質(zhì)點C的速度方向相同D．從今時算起，質(zhì)點B比質(zhì)點C先回到平衡位置1．機械波的形成和傳播必備學問·自主學習一、1．(1)質(zhì)點(2)平衡位置(3)振動狀態(tài)(4)波源3．(1)機械振動(2)①產(chǎn)生初始振動②能夠傳播振動(3)①機械振動②能量二、垂直最高處最低處平行密集稀疏關鍵實力·合作探究探究點一【導學探究】提示：手帕標記做上下振動，并沒有隨凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動．【典例示范】例1解析：質(zhì)點1帶動質(zhì)點2是利用繩上質(zhì)點間的彈力實現(xiàn)的，因此每個質(zhì)點都做受迫振動，A正確；每個質(zhì)點起先振動后，只在豎直方向做簡諧運動，水平方向不隨波遷移，B錯誤；繩子上每一個質(zhì)點的起振方向都相同，振動周期等于波源振動周期，C正確；波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個質(zhì)點均做等幅振動，但每個質(zhì)點的機械能并不守恒，比如最高點和最低點動能為零，重力勢能不等，D正確．答案：ACD素養(yǎng)訓練1解析：按“帶動、重復、落后”的原則可判知B、C正確；由波的實質(zhì)可知，波傳播的只是振動這種運動形式，各介質(zhì)質(zhì)點并不隨波定向遷移，A正確，D錯誤．答案：ABC素養(yǎng)訓練2解析：波傳播的是振動這種形式，各質(zhì)點在各自平衡位置旁邊運動，并不隨波遷移，故A、B、D錯誤，C正確．答案：C探究點二【典例示范】例2解析：從振動方向上看，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，振動方向與波的傳播方向平行的波叫縱波；從波形上看，橫波有波峰和波谷，而縱波有密部和疏部，A正確，B、C、D錯誤．答案：A素養(yǎng)訓練3解析：橫波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向垂直，A正確，B錯誤；向右傳播的橫波，質(zhì)點可能前后振動，C錯誤；水波有波峰和波谷，但不是橫波，D錯誤．答案：A素養(yǎng)訓練4解析：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，A錯誤；縱波可在任何介質(zhì)中傳播，B正確；橫波和縱波可在同一種介質(zhì)中傳播，如地震波，C錯誤；橫波只能在固體中傳播，D正確．答案：BD探究點三【典例示范】例3解析：依據(jù)波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法，可知波是向左傳播的，A錯誤；因波是向左傳播的，質(zhì)點H的運動方向是向上的，B錯誤；因波是向左傳播的，可以推斷質(zhì)點C要向下運動，干脆回到平衡位置，而質(zhì)點B先向上運動到達最大位移處后再回到平衡位置，這樣質(zhì)點C要比質(zhì)點B先回到平衡位置，C正確；質(zhì)點C處在最大位移處，其加速度最大，D錯誤．答案：C素養(yǎng)訓練5解析：由“帶動法”可知此時P點從平衡位置起先向下運動，B正確．答案：B隨堂演練·自主檢測1．解析：機械波的形成必需具備的兩個條件：振源和介質(zhì)，若物體做機械振動，而其四周沒有傳播這種振動的介質(zhì)，遠處介質(zhì)的質(zhì)點不行能振動起來形成機械波，A錯誤；任何一個振動的質(zhì)點都是一個波源，帶動它四周的質(zhì)點振動，將振動傳播開來，所以后一質(zhì)點總是落后于前一質(zhì)點，但振動頻率相同，B、C正確；形成機械波的各振動質(zhì)點只在平衡位置旁邊往復運動，并沒有隨波遷移，離波源遠的質(zhì)點振動的能量是通過各質(zhì)點的傳遞從波源獲得的，D錯誤．答案：BC2．解析：振源和介質(zhì)是形成機械波的兩個必不行少的條件，A正確；簡諧運動在介質(zhì)中傳播時，沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點比前面的質(zhì)點總要晚一些起先振動，但質(zhì)點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點的振動步調(diào)不一樣，B、C、D錯誤．答案：A3．解析：聲波可以在空氣中傳播，也可以在液體和固體中傳播，空氣中的聲波肯定是縱波，而固體中的聲波既可能是縱波，也可能是橫波，A錯誤；水波既不是橫波，也不是縱波，它的形式比較困難，B錯誤；地震波既有橫波，也有縱波，故發(fā)生地震時，地面既有上下振動，也有左右運動，C正確；橫波只能在固體中傳播，縱波在固體、