波的形成課件-高二上學(xué)期物理人教版選擇性

教學(xué)課件3.1波的形成第三章

機(jī)械波波的形成橫波和縱波機(jī)械波“帶動(dòng)法”判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向01020304目錄CONTENTS波的形成PART1物體（或質(zhì)點(diǎn)）在受到一個(gè)大小與位移成正比，方向與位移方向租反的回復(fù)力作用時(shí)，就會(huì)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。如果做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體（質(zhì)點(diǎn)）與周圍的物體（或質(zhì)點(diǎn)）有互相作用，那么它的振動(dòng)對(duì)周圍物體（或質(zhì)點(diǎn)）會(huì)有什么影響?今天我就研究這個(gè)問(wèn)題。繩上做的標(biāo)記，在波傳播的過(guò)程中，這個(gè)標(biāo)記怎樣運(yùn)動(dòng)？它是否隨著波向繩的另一端移動(dòng)？【探究】繩波究竟是怎樣形成的呢？設(shè)想:把繩分成很多小段每一小段均可看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相鄰兩質(zhì)點(diǎn)之間會(huì)存在相互作用的力

當(dāng)手握繩端上下振動(dòng)時(shí)，繩端會(huì)帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)也上下振動(dòng)起來(lái)。相鄰質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來(lái)……最終繩上的質(zhì)點(diǎn)都振動(dòng)起來(lái)，即繩端的振動(dòng)狀態(tài)沿繩子傳出去。（只是后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)遲一些開(kāi)始振動(dòng)）【思考1】繩上的點(diǎn)是不是隨波一起遷移了呢？波傳播的是什么？【思考2】繩上各點(diǎn)是不是同時(shí)開(kāi)始振動(dòng)的，它們振動(dòng)的步調(diào)一致嗎？【思考3】繩上各點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向(起振方向)與振源起振方向有什么關(guān)系？【思考4】振源振動(dòng)停止后波的傳播會(huì)立刻停止么？繩子上的點(diǎn)只在平衡位置上下振動(dòng)，并不隨波遷移。波傳播的是振動(dòng)這種形式。各質(zhì)點(diǎn)不是同時(shí)起振的，離振源近的質(zhì)點(diǎn)先起振。振動(dòng)步調(diào)不一致：前一質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),但后一質(zhì)點(diǎn)滯后振動(dòng)。繩上個(gè)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的起振方向與振源起振方向相同。

質(zhì)點(diǎn)說(shuō)：我們從不“隨波逐流”，

我們只是“波”的搬運(yùn)工。前面質(zhì)點(diǎn)對(duì)后面質(zhì)點(diǎn)說(shuō)：“我的今天就是你的明天”波源停止振動(dòng)后，波仍向前傳播。時(shí)間上：各質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)，周期、頻率與波源相同。空間上：質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)“隨波逐流”。質(zhì)點(diǎn)間：①質(zhì)點(diǎn)的起振方向均與波源起振方向相同；

②沿著波的傳播方向，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)。各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特征“帶動(dòng)、重復(fù)、滯后”一、波的形成1.波：振動(dòng)的傳播稱為波動(dòng)，簡(jiǎn)稱波。2.介質(zhì):繩、彈簧、水、空氣等是波借以傳播的物質(zhì),叫作介質(zhì)。3.波的產(chǎn)生(1)動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn):介質(zhì)中的相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力,前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),將波源的振動(dòng)形式向外傳播。(2)能量觀點(diǎn):介質(zhì)中前后質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力,因而相互做功,從而將波源的能量向外傳播。（1）因果關(guān)系：振動(dòng)是波動(dòng)的原因，波動(dòng)是振動(dòng)的傳播。（2）研究對(duì)象：振動(dòng)描述某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，波動(dòng)描述介質(zhì)中的所有質(zhì)點(diǎn)。4.振動(dòng)與波動(dòng)的聯(lián)系與區(qū)別：例1.(2023河北廊坊一中月考)在一條軟繩上選18個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng),其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng),從而形成簡(jiǎn)諧波。由波的形成及圖示可知,下列說(shuō)法中正確的是

(

)A.每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置附近自由振動(dòng)B.每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后,均在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng),在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C.繩上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí),方向都向上,振動(dòng)周期都相同D.繩上波的傳播過(guò)程也是能量的傳遞過(guò)程,每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng),故每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒C橫波和縱波PART2互相垂直同一直線上【觀察與思考】觀察繩波和推拉彈簧形成的波，判斷這兩種波在傳播的過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向間有怎樣的關(guān)系？

縱波

橫波（1）定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向垂直的波叫做橫波（凹凸波）。（2）特點(diǎn)：有波峰、波谷．（凸起的最高處叫做波峰，凹下的最低處叫做波谷）1、橫波（3）說(shuō)明：橫波是靠物體內(nèi)部形變而產(chǎn)生的彈力作為回復(fù)力，橫波只能在固體內(nèi)傳播。二、橫波和縱波（1）定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波（疏密波）（2）特點(diǎn)：有密部、疏部．（質(zhì)點(diǎn)分布較密的部分叫密部，質(zhì)點(diǎn)分布較稀的部分叫疏部）（3）說(shuō)明：縱波是靠介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的相互擠壓而產(chǎn)生的作用力作為回復(fù)力?？v波在固體、液體、氣體中都能傳播。2、縱波

3、常見(jiàn)的波③水波:既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波②聲波:既有橫波也有縱波（在空氣中傳播一定是縱波，在固體中傳播時(shí)可能是橫波，也可能是縱波）④地震波:既有橫波也有縱波。①繩波是橫波；例2.(2024江蘇南通期中)有關(guān)縱波與橫波,下列說(shuō)法中正確的是

(

)A.對(duì)于縱波,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一定相同B.對(duì)于橫波,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直C.縱波的質(zhì)點(diǎn)可以隨波遷移,而橫波的質(zhì)點(diǎn)不能D.地震波是橫波,聲波是縱波B例3.2025年2月5日7時(shí)42分，新疆阿克蘇庫(kù)車市發(fā)生5.0級(jí)大地震。地震波既有縱波也有橫波，若該地區(qū)地震時(shí)縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度，則震源正上方的房屋(

)A．同時(shí)上下振動(dòng)和左右搖動(dòng)B．先左右搖動(dòng)后上下振動(dòng)C．先上下振動(dòng)后左右搖動(dòng)D．只上下振動(dòng)C例4.下面關(guān)于橫波、縱波的說(shuō)法中正確的是（）A．同一波源在同一介質(zhì)中形成的機(jī)械波中可同時(shí)具有橫波和縱波B．由于橫波、縱波的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系不同，故橫波、縱波不可能沿同一方向傳播C．橫波、縱波在同一介質(zhì)中的傳播速度一定相等D．只要存在介質(zhì)，不管是固體、液體或氣體，均可傳播橫波和縱波A機(jī)械波PART31、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（波）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)【注意】有振動(dòng)不一定存在波，有波一定存在振動(dòng)．三、機(jī)械波3、機(jī)械波的特點(diǎn)：帶動(dòng)性、滯后性、重復(fù)性①沿波傳播的方向：由近及遠(yuǎn)的傳播。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;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；⑤各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同。⑥傳播規(guī)律：波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播。

例5.科學(xué)探測(cè)表明，月球表面無(wú)大氣層，也沒(méi)有水，更沒(méi)有任何生命存在的痕跡。在月球上，兩宇航員面對(duì)面講話也無(wú)法聽(tīng)到，這是因?yàn)?)

A.月球太冷，聲音傳播太慢

B.月球上沒(méi)有空氣，聲音無(wú)法傳播

C.宇航員不適應(yīng)月球，聲音太輕

D.月球上太嘈雜，聲音聽(tīng)不清楚B例6.(多選)關(guān)于機(jī)械波的形成和傳播，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播，波源周圍如果沒(méi)有介質(zhì)，就不能形成機(jī)械波B．離波源較近的質(zhì)點(diǎn)總比離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得遲一些C．離波源較近的質(zhì)點(diǎn)總比離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得早一些D．一旦波源振動(dòng)起來(lái)，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)也就立刻振動(dòng)起來(lái)AC“帶動(dòng)法”判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向PART4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)？若O點(diǎn)為波源，A點(diǎn)左側(cè)的質(zhì)點(diǎn)將帶動(dòng)A向上振動(dòng)；若O′是波源，A點(diǎn)右側(cè)的質(zhì)點(diǎn)將帶動(dòng)A點(diǎn)向下振動(dòng)。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．由于此刻質(zhì)點(diǎn)a在前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)下正在向上運(yùn)動(dòng)。可知波源在質(zhì)點(diǎn)a的左側(cè)，因此該列波由左向右傳播，質(zhì)點(diǎn)b在左側(cè)質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)下將向下運(yùn)動(dòng)。四、“帶動(dòng)法”判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(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)點(diǎn)。(2)方法：在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖像上另找一點(diǎn)P′，P′為先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，若P′在P上方，則P向上運(yùn)動(dòng)，若P′在P下方，則P向下運(yùn)動(dòng)，如圖所示。（3）口訣：誰(shuí)帶動(dòng)向誰(shuí)動(dòng)；帶哪邊傳哪邊。例7.(多選)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(duì)此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個(gè)質(zhì)點(diǎn)說(shuō)法正確的是(

)A.它們的振幅相同B.質(zhì)點(diǎn)D和質(zhì)點(diǎn)F的速度方向相同C.質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)C的速度方向相同D.從此時(shí)算起，質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置AD例8.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,下列說(shuō)法正確的是

(

)A.繩波傳播不需要介質(zhì)B.此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P在向下振動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向朝下D.繩中質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)右側(cè)相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)B例9.(2024北京順義牛欄山一中月考)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,某時(shí)刻的波形如圖所示,已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,則

(

)A.此波向x軸正方