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1、1 波的形成和傳播課堂探究一、機(jī)械波都有哪些特點(diǎn)?1機(jī)械波的形成過程實(shí)際上是離波源較近的前面的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)著離波源較遠(yuǎn)的后面的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)重復(fù)著前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),并且后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是滯后于前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)??梢詺w納為三個(gè)詞,即:帶動(dòng)、重復(fù)、滯后。2機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式、能量和信息,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而遷移,而是在自己的平衡位置附近振動(dòng)。3由于波的形成實(shí)際上是從波源開始依次帶動(dòng)介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與振動(dòng),所以各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)。因此各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。4在不考慮能量損失時(shí),各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅相同;各質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)的方向(起振方向),都與波
2、源開始振動(dòng)的方向相同。振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)只是在自己的平衡位置附近振動(dòng),并沒有隨波向外遷移,也就是沒有“隨波逐流”。二、“帶動(dòng)看齊”法分析質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在波的傳播中,靠近波源的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)追隨離波源近的質(zhì)點(diǎn)。用“帶動(dòng)看齊”的思路可分析各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。方法:在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖象上另找一點(diǎn)P,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。三、波動(dòng)和振動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系1區(qū)別(1)研究對(duì)象不同振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng),是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“個(gè)體行為”;波動(dòng)是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播,是介質(zhì)中彼此相連的大量質(zhì)點(diǎn)將波源的振動(dòng)傳播的“群體行為”。(2)力的來源不
3、同產(chǎn)生振動(dòng)的回復(fù)力,可以由作用在物體上的各種性質(zhì)的力提供;而引起波動(dòng)的力,則總是聯(lián)系介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的彈力。(3)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同振動(dòng)是質(zhì)點(diǎn)的變加速運(yùn)動(dòng);而波動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),傳播距離與時(shí)間成正比。2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)的性質(zhì)、頻率和振幅與振源相同。振動(dòng)是從個(gè)體的角度分析組成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式,而這種振動(dòng)形式的傳播使得各質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng),產(chǎn)生位移不同的情形,從而使我們看到了諸多個(gè)體所形成的群體行為,即機(jī)械波。類型一 機(jī)械波的形成【例1】 如圖所示為沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn),每相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離相等,其中O為波源。設(shè)波源的振動(dòng)
4、周期為T,自波源通過平衡位置豎直向下振動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過,質(zhì)點(diǎn)1開始起振,則下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和介質(zhì)中的波的說法中正確的是()。A介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的,但圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚B圖中所有質(zhì)點(diǎn)的起振時(shí)間都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的C圖中質(zhì)點(diǎn)8的振動(dòng)完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動(dòng),只是質(zhì)點(diǎn)8振動(dòng)時(shí),通過平衡位置或最大位移的時(shí)間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過相同位置時(shí)落后D只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動(dòng)了,質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)步調(diào)就完全一致,但如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動(dòng)解析:據(jù)波的傳播特點(diǎn)知,波傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是重復(fù)波源的振動(dòng),所以起振方向相同,都是豎直
5、向下,但從時(shí)間上來說,起振依次落后的時(shí)間,所以選項(xiàng)A、C正確,B錯(cuò)誤。由題意知,質(zhì)點(diǎn)9比質(zhì)點(diǎn)1應(yīng)晚起振兩個(gè)周期,所以當(dāng)所有質(zhì)點(diǎn)都起振后,質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9步調(diào)完全一致,所以選項(xiàng)D正確。答案:ACD題后反思:理解波的形成和傳播,介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是重復(fù)振源的運(yùn)動(dòng),只是滯后了。類型二 振動(dòng)和波的關(guān)系【例2】 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系,下列說法中正確的是()。A振動(dòng)是波的成因,波是振動(dòng)的傳播B振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象C波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度D波源停止振動(dòng)時(shí),波立即停止傳播解析:機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)。介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)被波源由近及遠(yuǎn)依次帶動(dòng)傳播而形成波,所以選項(xiàng)A、B正確。波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均勻介質(zhì)中其速度大小不變;而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì),振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播,即使波源停止振動(dòng),波也繼續(xù)向前傳播,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:AB題
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