新教材高中物理第三章機(jī)械波第1節(jié)波的形成課件新人教版選擇性必修第一冊

第三章

機(jī)械波第1節(jié)

波的形成課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.通過觀察,認(rèn)識波的特征。2.能區(qū)別橫波和縱波。1.物理觀念:理解機(jī)械波的形成過程和產(chǎn)生條件,知道機(jī)械波的種類。明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn)。⒉科學(xué)思維:通過對波的認(rèn)識和理解,逐步提高空間想象能力。要點(diǎn)一波的形成當(dāng)手握繩端上下振動時，繩端帶動相鄰的質(zhì)點(diǎn)，使它也上下振動，這個質(zhì)點(diǎn)又_______①更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)……繩子上的質(zhì)點(diǎn)都跟著振動起來，只是后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)_____①一些開始振動。這樣依次帶動下去，繩端這種上下振動的狀態(tài)就沿繩子傳出去了，整體上形成了凹凸相間的波形。帶動遲①（1）取一條較長的軟繩，連續(xù)向上、向下抖動長繩，可以看到一列波產(chǎn)生和傳播的情形，你能不能描述一下波的形成過程？(注意體會“帶動”“遲”的含義)提示①將繩分成許多小段，每一段都可以看成質(zhì)點(diǎn)。②相鄰質(zhì)點(diǎn)間有相互作用，當(dāng)振源質(zhì)點(diǎn)振動時，會帶動相鄰質(zhì)點(diǎn)振動。這一質(zhì)點(diǎn)又會帶動下一質(zhì)點(diǎn)振動。③后面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動。④后面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動滯后前面質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，同一時刻，各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移是不同的，從而整體上形成凹凸相間的波形。（2）在水面上投一石塊形成水波，則水面上的樹葉能否隨水波漂浮到遠(yuǎn)處？提示不能。水波在傳播時，介質(zhì)不隨波遷移。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，有振動不一定有機(jī)械波，有機(jī)械波一定有振動。（4）機(jī)械波形成后，若波源停止振動，機(jī)械波會立即消失嗎？提示不會。波源停止振動后，機(jī)械波傳遞的能量并不會立即消失，因此機(jī)械波不會立即消失。（3）振動和波的關(guān)系是什么？有振動是否一定有機(jī)械波？要點(diǎn)二橫波和縱波質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波，叫作_______②。在橫波中，凸起的最高處叫作波峰，凹下的最低處叫作波谷。質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波，叫作_______②。在縱波中，質(zhì)點(diǎn)分布最密的位置叫作密部，質(zhì)點(diǎn)分布最疏的位置叫作疏部。橫波縱波②（1）當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，地震波在地球內(nèi)部和地表傳播，有時使人感到左右搖晃，有時感到上下顛簸，由此可見地震波是什么波？提示地震震源往往在地下某個地方，地震發(fā)生時，人感到上下顛簸是因?yàn)橛锌v波，感到左右搖晃是因?yàn)橛袡M波，所以，地震波既含有縱波成分又含有橫波成分。另外，橫波振幅比縱波大，破壞力大，所以橫波的水平晃動力是造成建筑物損壞的主要原因。提示聲波是橫波還是縱波，不是由聲源決定的，而是由它傳播的介質(zhì)決定的，在空氣中聲音以縱波的形式傳播，在固體中縱波、橫波共存?？諝庵阅軅鞑タv波，是因?yàn)槁曉凑駝印車諝馐?、密度發(fā)生變化→傳播至耳膜，耳膜振動，然后人就聽到了聲音。（2）聲波是橫波還是縱波？1.機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波。2.機(jī)械波的產(chǎn)生條件（1）要有波源。（2）要有傳播振動的介質(zhì)。3.介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，因此說它傳播的只是振動這種運(yùn)動形式和能量。探究點(diǎn)一

波的形成

如圖所示是生活中常見的幾種波動現(xiàn)象，這些波動現(xiàn)象是如何形成的呢？[提示]以彩帶為例，運(yùn)動員手持細(xì)棒抖動彩帶的一端，彩帶像波浪般翻卷，是因?yàn)椴蕩б欢苏駝樱瑤硬蕩舷噜彶糠终駝?，依次逐漸引起整個彩帶振動。1.機(jī)械波的形成與傳播2.波動過程中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動特點(diǎn)(1)先振動的質(zhì)點(diǎn)帶動后振動的質(zhì)點(diǎn)；后振動的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動；后振動的質(zhì)點(diǎn)的振動狀態(tài)落后于先振動的質(zhì)點(diǎn)。概括起來就是“帶動、重復(fù)、落后”。(2)各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動，并不隨波遷移。各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源開始振動的方向相同。(3)機(jī)械波向前傳播的是振動這種運(yùn)動形式，同時也可以傳遞能量和信息。

ACD

A.向左 B.向右 C.向上 D.向下C

[答案]圖見解析

探究點(diǎn)二

橫波和縱波

以上兩種波動中，各質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向有什么關(guān)系？[提示]團(tuán)體操形成的波中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直；在輕彈簧形成的波中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上。1.橫波和縱波的比較名稱橫波縱波概念在波動中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向相互垂直在波動中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向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中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部名稱振動波動運(yùn)動現(xiàn)象振動是單個物體所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動現(xiàn)象波動是介質(zhì)中大量的質(zhì)點(diǎn)受到擾動時，從擾動中心傳播開來的周而復(fù)始的運(yùn)動現(xiàn)象聯(lián)系(1)振動是波的起因，波是振動的傳播(2)有波動一定有振動，有振動不一定有波動2.振動與波動的聯(lián)系和區(qū)別例(多選)橫波和縱波的區(qū)別是(

)A.橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直，縱波中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相同或相反B.縱波不能在空氣中傳播C.橫波形成波峰和波谷，縱波形成疏部和密部D.橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一條直線上，縱波中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直AC[解析]物理學(xué)中把質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波稱為橫波，把質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波稱為縱波，對于縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向可能相同，也可能相反，A正確，D錯誤；聲波是縱波，能在空氣中傳播，B錯誤；橫波形成波峰和波谷，縱波形成疏部和密部，C正確。規(guī)律總結(jié)(1)橫波中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向在與波的傳播方向垂直的平面內(nèi)。(2)縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上，有時同向,有時反向。(3)機(jī)械波中的橫波只能在固體介質(zhì)中傳播，機(jī)械波中的縱波在固體、液體、氣體介質(zhì)中均能傳播。1.下列說法中不正確的是(

)A.聲波在空氣中傳播時是縱波，在水中傳播時是橫波B.波不但能傳遞能量，還能傳遞信息C.發(fā)生地震時，由震源傳出的波中既有橫波又有縱波D.一切機(jī)械波的傳播都需要介質(zhì)A

2.關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是(

)A.對于橫波和縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向有時相同，有時相反B.對于縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向一定相同C.對于縱波，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移D.對于縱波，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移D[解析]橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直，縱波中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向有時相同，有時相反，故A、B錯誤；無論橫波還是縱波，當(dāng)有機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都是在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動，不會隨波遷移，故C錯誤，D正確。1.在平靜的湖面上漂著一塊小木條，現(xiàn)向湖中央扔一石子，圓形波紋一圈圈地向外傳播，當(dāng)波傳播到小木條處時，小木條將(

)A.隨波紋漂向湖岸 B.不動C.向波源處漂動 D.在原來位置上下振動D評價檢測·素養(yǎng)提升[解析]介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動，向外傳播的只是振動形式和能量，生活中的水面上的一些漂浮物會沿波向外移動，是因?yàn)橥饨缌硗庖恍┮蛩氐母蓴_，如風(fēng)的吹動等，故D正確。2.《楓橋夜泊》中有名句：“姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船?！逼渲?，當(dāng)鐘聲傳到客船時，對大鐘的撞擊早已停止了，但仍感覺“余音未絕”，分析其原因可能是(

)A.大鐘的回聲B.大鐘在繼續(xù)振動，空氣中繼續(xù)形成聲波C.人的聽覺發(fā)生“暫留”D.大鐘雖停止振動，但空氣仍在振動B[解析]停止對大鐘的撞擊后，大鐘做阻尼振動，仍在空氣中形成聲波；隨著能量的減弱，鐘聲逐漸消失。3.一列橫波正沿水平方向由西向東傳播，則下列說法中正確的是(

)A.波中的各個質(zhì)點(diǎn)都在由西向東運(yùn)動B.波中的各個質(zhì)點(diǎn)一定沿水平方向振動C.波中的各個質(zhì)點(diǎn)一定沿豎直方向振動D.以上說法都錯誤D

A

波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)在該時刻的振動方向的互判若已知波的傳播方向，可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時刻的振動方向，并判斷位移、加速度、速度、動能的變化。反過來，若已知某質(zhì)點(diǎn)的振動方向，也可以判斷波的傳播方向。常用方法：①上、下坡法沿波的傳播方向看，“上坡”的點(diǎn)向下運(yùn)動，“下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動，簡稱“上坡下，下坡上”，如圖所示。

C

C1.（多選）關(guān)于機(jī)械波的形成，下列說法正確的是(

)A.物體做機(jī)械振動，不一定產(chǎn)生機(jī)械波B.后振動的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動，只是時間上落后一步C.機(jī)械波中介質(zhì)隨波遷移D.機(jī)械波可以傳遞能量和信息ABD[解析]若只有物體振動，而周圍沒有傳播這種振動的介質(zhì)，振動不可能由近及遠(yuǎn)傳播出去形成機(jī)械波，A正確；機(jī)械波中各振動質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)波源的振動，離波源越遠(yuǎn)，振動步調(diào)越落后，機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近振動，不隨波遷移，離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動的能量是通過離波源近的各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得的，C錯誤，D正確。2.下列關(guān)于橫波、縱波的說法正確的是(

)A.凹凸相間的波叫橫波，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷B.質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波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A

3.[2021山東濟(jì)南高二期末]某同學(xué)研究繩波的形成，取一條較長的軟繩，用手握住一端水平拉直后，沿豎直方向抖動即可觀察到繩波的形成。該同學(xué)先后兩次抖動后，觀察到如圖中所示的甲、乙兩個繩波。關(guān)于兩次形成的繩波，下列判斷正確的是(

)A.波形甲的振幅比波形乙的大 B.波形甲的周期比波形乙的長C.波形甲的形成時間比波形乙早 D.波形甲的起振方向與波形乙相同B4.（多選）在學(xué)到“機(jī)械振動”“機(jī)械波”時，四位同學(xué)就自己看到的現(xiàn)象，發(fā)表了自己的觀點(diǎn)。小張說：醫(yī)生用聽診器是利用了固體可以傳遞機(jī)械波。小王說：軍隊(duì)過橋時不能齊步走，就是因?yàn)榕庐a(chǎn)生共振，損壞了橋，火車過鐵橋時要減速，也是同樣的道理。小李說：我家的木板門，春夏季聽不到響聲，一到秋冬季節(jié)，就開始嘭嘭作響，這是風(fēng)吹門使之振動產(chǎn)生的。小趙說：樹葉在水面上下振動說明，機(jī)械波并不向外傳遞介質(zhì)。從物理學(xué)的角度來看，你認(rèn)為他們誰說的對(

)A.小張說的對 B.小王說的對 C.小李說的對 D.小趙說的對ABD

5.（多選）機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時，下列說法中正確的是(

)A.各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動B.相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力C.前一質(zhì)點(diǎn)的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動，后一質(zhì)點(diǎn)的振動必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)D.各質(zhì)點(diǎn)也隨波的傳播而遷移ABC

6.（多選）一列橫波某時刻的波形如圖所示，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)A的受力，下列說法中正確的是(

)BD

7.（多選）下列關(guān)于機(jī)械波的說法中正確的是(

)A.相鄰的質(zhì)點(diǎn)相互做功B.縱波的質(zhì)點(diǎn)可以隨波遷移，而橫波的質(zhì)點(diǎn)不能C.波源開始時怎樣振動，其他質(zhì)點(diǎn)開始時就怎樣振動D.除波源外波中各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動ACD[解析]機(jī)械波是由于介質(zhì)中前面的質(zhì)點(diǎn)帶動后面的質(zhì)點(diǎn)，使波源的振動形式與波源的能量向遠(yuǎn)處傳播而形成的，前后質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，因而相互做功，故A正確；波在傳播的過程中，各質(zhì)點(diǎn)只能在各自的平衡位置附近振動，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，故B錯誤；每個質(zhì)點(diǎn)都是由波源依次帶動后面的質(zhì)點(diǎn)，每個質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動，并且都“仿照”波源振動，故C、D正確。8.[2021江西臨川二中期末]下列關(guān)于波的應(yīng)用正確的是(

)A.要使放在河中的紙船逐漸靠近河岸，可向比紙船更遠(yuǎn)處投擲石子形成水波B.兩個在水中潛泳并且靠得較近的運(yùn)動員能聽到對方發(fā)出的聲音是聲波在液體中傳播的應(yīng)用C.光纜是利用機(jī)械波傳遞信息的D.宇航員在宇宙飛船里，擊打船壁只能引起機(jī)械振動，不能形成聲波B[解析]機(jī)械波傳播時，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置附近振動，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移，所以水波并不能使河中的紙船靠近河岸，A錯誤；光纜是利用光波傳遞信息的，C錯誤；固體也能傳播聲波，