波的形成（高中物理教學(xué)課件）完整版

第16章機(jī)械波01.波的形成圖片區(qū)2012倫敦孫妍帶操比賽振動的傳播稱為波動，簡稱波。波是生活中常見的現(xiàn)象，比如水波，聲波，超聲波，繩波，地震波，電磁波……蛙鳴機(jī)械波1.定義：機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波問題：形成機(jī)械波需要什么條件？2.產(chǎn)生條件：振源：產(chǎn)生振動的源頭視頻中電鈴是振源，繩波的振源是振動的水……介質(zhì)：傳播振動的媒介水波介質(zhì)是水，繩波介質(zhì)是繩，聲波介質(zhì)是空氣，彈簧波介質(zhì)是彈簧……波的條件一.機(jī)械波實(shí)驗(yàn)表明，機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)（電磁波可以在真空中傳播，不需要介質(zhì)）問題：有機(jī)械振動一定會形成機(jī)械波嗎？答：如果沒有介質(zhì)，有機(jī)械振動不會形成機(jī)械波，但如果有機(jī)械波存在，一定有振源。注意：①有振動不一定存在波，有波一定存在振動。②振源停止振動，波還能傳播一會兒問題：機(jī)械波是如何產(chǎn)生的呢？一.機(jī)械波繩波1繩波2一.機(jī)械波右圖更清楚地描繪了繩中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動與波的傳播的關(guān)系。圖中小圓點(diǎn)代表繩中的質(zhì)點(diǎn)，相鄰質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用力，這使得一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動會影響相鄰質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動。質(zhì)點(diǎn)P0在沿上下方向振動，依次牽動質(zhì)點(diǎn)P1，P2，P3，…使它們也運(yùn)動起來。若在t＝T/4時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P0到達(dá)了最高點(diǎn)，則P2將剛要開始運(yùn)動。質(zhì)點(diǎn)P0到達(dá)最高點(diǎn)后又開始下落，當(dāng)t＝T/2時(shí)它又回到平衡位置，而這時(shí)P2剛剛到達(dá)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)P4則剛要開始運(yùn)動。下面兩幅圖是隨后3T/4、T時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位置及波的形狀。一.機(jī)械波形成原因：介質(zhì)可以看成是由許多質(zhì)點(diǎn)組成的

質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用

一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動會引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動

后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)總比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)落后一段時(shí)間振動

質(zhì)點(diǎn)依次被帶動

振動的狀態(tài)就沿繩子傳播出去形成機(jī)械波二.機(jī)械波的形成注意：①質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近做振動，并不隨波遷移，傳播的只是振動這種運(yùn)動形式（波在向前平移）②機(jī)械波具有：關(guān)聯(lián)性、滯后性、周期性③機(jī)械波可以傳播能量，還可以傳播信息④所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和振源起振方向相同二.機(jī)械波的形成思考：日常生活中，發(fā)現(xiàn)球掉入池塘里，能否通過往池塘丟入石塊，借助石塊激起的水波把球沖到岸邊？不能。向水中投入石塊，水面受到石塊的撞擊開始振動，形成水波向四周傳去。但是水只是上下振動并不向外遷移，所以球也僅僅是上下振動而不會向岸邊運(yùn)動。二.機(jī)械波的形成人浪1.橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波，叫作橫波（只能在固體中傳播）波峰與波谷：凸起的最高處叫作波峰，凹下的最低處叫作波谷。橫波也叫凹凸波三.機(jī)械波分類形成原因：把彈簧圈看成一系列質(zhì)點(diǎn)

手執(zhí)彈簧一端左右振動

前面的質(zhì)點(diǎn)依次帶動后面的質(zhì)點(diǎn)左右振動

后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)總比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)遲一些開始振動

彈簧一端左右振動的狀態(tài)就沿彈簧傳播開來

從整體上看，就形成了疏密相間的波。彈簧縱波三.機(jī)械波分類聲波形成原理三.機(jī)械波分類2.縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波，叫作縱波（固液氣體中都能傳播）密部與疏部：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。縱波也叫疏密波注意：繩波是橫波，聲波是縱波，水波比較復(fù)雜，高中當(dāng)成橫波處理，地震波既有橫波又有縱波三.機(jī)械波分類1.區(qū)別：振動是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的往復(fù)運(yùn)動，而波動是介質(zhì)中許多質(zhì)點(diǎn)的集體運(yùn)動2.聯(lián)系：①都是周期性運(yùn)動，波動周期等于振源振動周期②有波動一定有振動，有振動不一定有波動③波動是振動形式的傳播過程，同時(shí)還能夠傳播能量和信息④某一質(zhì)點(diǎn)所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動，從構(gòu)成介質(zhì)的所有質(zhì)點(diǎn)整體來看，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動．四.“振動”與“波動”的區(qū)別與聯(lián)系思考與討論：各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動的相位相同嗎？周期頻率相同嗎？振幅相同嗎？起振方向相同嗎？不相同相同相同相同四.“振動”與“波動”的區(qū)別與聯(lián)系例1.關(guān)于機(jī)械波，下列說法中正確的是()A.有機(jī)械振動，必會形成機(jī)械波B.有機(jī)械波必有機(jī)械振動C.機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播的過程，它是傳遞能量的一種形式D.振源一停止振動機(jī)械波立即停止傳播例2.機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播，下列說法中正確的是()A.介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近作振動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D.介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移ABBC典型例題例3.關(guān)于橫波和縱波，下列說法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)作上下振動的波叫橫波B.質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向都在水平面內(nèi)的波一定是縱波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)在波谷例4.關(guān)于振動和波的關(guān)系下列說法正確的是（）A.有機(jī)械波必有振動B.有機(jī)械振動必有波C.離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動較慢D.波源停止振動時(shí)，介質(zhì)中的波立即停止傳播CA典型例題例5.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。（1）請判斷此機(jī)械波的類型。（2）P點(diǎn)從平衡位置剛開始振動時(shí)，是朝著哪個(gè)方向運(yùn)動的？答：橫波向上典型例題1.以下關(guān)于機(jī)械波的認(rèn)識正確的是（）A.形成機(jī)械波一定要有波源和介質(zhì)B.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動頻率與波源的振動頻率相同C.橫波向右傳播時(shí)，處于波峰的質(zhì)點(diǎn)也向右遷移D.機(jī)械波向右傳播時(shí)，右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)早一些振動2.關(guān)于波下列說法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)振動方向總是垂直于波傳播的方向B.波在傳播的過程中，沿波的傳播方向上的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)依次做受迫振動C.物體做機(jī)械振動，一定產(chǎn)生機(jī)械波D.如果振源停止振動，在介質(zhì)中傳播的振動也立即停止ABB課堂訓(xùn)練：3.下列說法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)振動方向總是垂直于波傳播的方向B.波動過程是運(yùn)動形式和質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的傳播過程C.如果波源停止振動，在介質(zhì)中傳播的波動不立即停止運(yùn)動D.橫波與縱波，其質(zhì)點(diǎn)的振動方向不同，因此橫波與縱波不可能沿同一方向傳播4.下列說法不妥的有（）A．聲波在空氣中傳播時(shí)是縱波，在水中傳播時(shí)是橫波B．波不但傳送能量，還能傳遞信息C．發(fā)生地震時(shí)，由振源傳出的既有橫波又有縱波D．一切波的傳播均需要介質(zhì)CBC課堂訓(xùn)練：5.關(guān)于橫波和縱波，下列說法中正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)作上下振動的波叫縱波B.沿水平方向傳播的波叫橫波C.質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一條線上的波叫縱波D.區(qū)分縱、橫波的依據(jù)是質(zhì)點(diǎn)振動方向和波傳播方向關(guān)系6.(多選)機(jī)械波按質(zhì)點(diǎn)振動方向與波傳播方向的關(guān)系可分為橫波和縱波。關(guān)于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向，下列說法正確的是(

)A．在橫波中二者方向有時(shí)相同B．在橫波中二者方向一定不同C．在縱波中二者方向有時(shí)相同D．在縱波中二者方向一定不同CDBC課堂訓(xùn)練：7.(多選)一列橫波沿繩子向右傳播，傳播過程無能量損失，某時(shí)刻繩子形成如圖所示的凹凸形狀，對此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個(gè)質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是(

)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課堂訓(xùn)練：8.(多選)某地發(fā)生7.1級強(qiáng)地震，若恰好在震源(位于地下)正上方地區(qū)的一個(gè)觀測站記錄的縱波和橫波的到達(dá)時(shí)刻相差5s