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

1.機(jī)械波的形成和傳播課標(biāo)要求1.理解機(jī)械波的形成過(guò)程和產(chǎn)生條件．2．知道機(jī)械波的種類(lèi)——橫波和縱波的概念．3．明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn)．4．駕馭由傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的方法．思維導(dǎo)圖必備學(xué)問(wèn)·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、機(jī)械波的形成和傳播1．機(jī)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(dòng)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)排列在同始終線上，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置稱(chēng)為各自的____________．(3)手連續(xù)上下抖動(dòng)，引起的振動(dòng)就會(huì)沿繩向另一端傳去，____________在繩上的傳播就形成了機(jī)械波．(4)手是引起繩上初始振動(dòng)的裝置，叫________．[導(dǎo)學(xué)1]由于相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在著相互作用，當(dāng)繩中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)(振源)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)，使它上下振動(dòng)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來(lái)，后面的質(zhì)點(diǎn)步調(diào)滯后．[導(dǎo)學(xué)2](1)各點(diǎn)起先起振方向與振源相同．(2)傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是受迫振動(dòng)，周期與振源相同．2．介質(zhì)(1)定義：能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì)．(2)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置旁邊左右振動(dòng)，并沒(méi)有隨波的傳播而向前移動(dòng)．3．機(jī)械波(1)定義：____________在介質(zhì)中的傳播，形成了機(jī)械波．(2)機(jī)械波的產(chǎn)生條件①波源：________________的部分．②介質(zhì)：________________的物質(zhì)．(3)機(jī)械波的特點(diǎn)①介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時(shí)，介質(zhì)本身并不隨波一起遷移，傳播的只是____________這種運(yùn)動(dòng)形式．②波是傳遞________的一種方式．[導(dǎo)學(xué)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(jī)械波可分為橫波和縱波兩類(lèi)定義標(biāo)識(shí)性物理量實(shí)例橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向________的波①密部：縱波中質(zhì)點(diǎn)分布________的部分②疏部：縱波中質(zhì)點(diǎn)分布________的部分聲波、彈簧上的波關(guān)鍵實(shí)力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點(diǎn)一波的形成、傳播及特點(diǎn)導(dǎo)學(xué)探究如圖所示，手拿繩的一端，上下振動(dòng)一次，使繩上形成一個(gè)凸起狀態(tài)，隨后形成一個(gè)凹落狀態(tài)，可以看到，這個(gè)凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動(dòng)．假如在繩子上某處系一手帕做標(biāo)記，視察手帕的運(yùn)動(dòng)有什么特點(diǎn)？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(dòng)嗎？歸納總結(jié)1.機(jī)械波的形成與傳播2．波的特點(diǎn)(1)振幅：像繩波這種一維(只在某個(gè)方向上傳播)機(jī)械波，若不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同．(2)周期(頻率)：各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，所以各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)均與波源的振動(dòng)周期(頻率)相同．(3)步調(diào)：離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后．(4)運(yùn)動(dòng)：各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置旁邊做往復(fù)振動(dòng)，并不隨波遷移．各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源起先振動(dòng)的方向相同．(5)實(shí)質(zhì)：機(jī)械波向前傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，同時(shí)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(gè)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)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)B．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)起先運(yùn)動(dòng)后，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．繩子上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)起先振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同D．繩子上波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒歸納總結(jié)機(jī)械波的形成和傳播特點(diǎn)(1)機(jī)械波的形成過(guò)程及特點(diǎn)可以概括為“帶動(dòng)、重復(fù)、落后”，即前一質(zhì)點(diǎn)“帶動(dòng)”后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)“重復(fù)”前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式，并且后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)“落后”于前一質(zhì)點(diǎn)．(2)就整個(gè)物體來(lái)說(shuō)，呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動(dòng)，而就構(gòu)成物體的單個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動(dòng)．(3)要畫(huà)另一時(shí)刻的波形圖，應(yīng)先確定特別點(diǎn)的位置，即此時(shí)刻在平衡位置或最大位移處的點(diǎn)，這些點(diǎn)的位置確定后，其他點(diǎn)可順勢(shì)找出．素養(yǎng)訓(xùn)練1(多選)關(guān)于機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是()A．各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置旁邊振動(dòng)B．相鄰質(zhì)點(diǎn)間有相互作用力C．前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)D．各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移素養(yǎng)訓(xùn)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(guān)于木塊的運(yùn)動(dòng)狀況．以下說(shuō)法正確的是()A．因?yàn)椤巴骱衔邸?，木塊將被推至遠(yuǎn)處B．因不知道木塊離波源的遠(yuǎn)近如何，所以無(wú)法確定木塊的運(yùn)動(dòng)狀況C．無(wú)論木塊離波源的遠(yuǎn)近如何，它都不能被波推動(dòng)，最多只能在湖面上做上下振動(dòng)D．木塊被推動(dòng)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(guān)探究點(diǎn)二橫波和縱波歸納總結(jié)1.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系不同：橫波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直；縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(guān)于橫波、縱波的說(shuō)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(diǎn)振動(dòng)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(jié)要區(qū)分橫波和縱波，須從兩個(gè)方面入手，一是劃分標(biāo)準(zhǔn)，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(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系上．(2)橫波和縱波都須要介質(zhì)傳播，但對(duì)介質(zhì)的要求不同．素養(yǎng)訓(xùn)練3下列關(guān)于橫波的說(shuō)法正確的是()A．橫波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向肯定與波的傳播方向垂直B．橫波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(gè)質(zhì)點(diǎn)肯定上下振動(dòng)D．能形成波峰、波谷的波是橫波素養(yǎng)訓(xùn)練4(多選)下列有關(guān)橫波與縱波的說(shuō)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(shí)在同一介質(zhì)中傳播D．橫波只能在固體中傳播探究點(diǎn)三波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法歸納總結(jié)內(nèi)容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對(duì)應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)推斷振動(dòng)方向典例示范例3一列橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖所示，此時(shí)F質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，則下列說(shuō)法正確的是()A．波水平向右傳播B．質(zhì)點(diǎn)H與質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向相同C．質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)C的加速度為零素養(yǎng)訓(xùn)練5振源A帶動(dòng)細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，t＝0時(shí)刻繩上形成的波形如圖所示．規(guī)定繩上質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)閤軸的正方向，則P點(diǎn)的振動(dòng)圖像是()隨堂演練·自主檢測(cè)——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1．(多選)關(guān)于機(jī)械波的形成，下列說(shuō)法正確的是()A．物體做機(jī)械振動(dòng)，肯定產(chǎn)朝氣械波B．后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng)，只是時(shí)間落后一步C．參加振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)均有相同的頻率D．機(jī)械波是介質(zhì)隨波的遷移，也是振動(dòng)能量的傳遞2．以下對(duì)機(jī)械波的相識(shí)正確的是()A．形成機(jī)械波肯定要有振源和介質(zhì)B．振源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的波中，各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀況完全相同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(dòng)3．(多選)下列關(guān)于橫波與縱波的說(shuō)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(shí)，有的同學(xué)發(fā)覺(jué)，停止對(duì)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(dòng)，空氣中接著形成聲波C．人的聽(tīng)覺(jué)發(fā)生“暫留”的原因D．大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)5．(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成如圖所示的形態(tài)．對(duì)此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個(gè)質(zhì)點(diǎn)的說(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．從今時(shí)算起，質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置1．機(jī)械波的形成和傳播必備學(xué)問(wèn)·自主學(xué)習(xí)一、1．(1)質(zhì)點(diǎn)(2)平衡位置(3)振動(dòng)狀態(tài)(4)波源3．(1)機(jī)械振動(dòng)(2)①產(chǎn)生初始振動(dòng)②能夠傳播振動(dòng)(3)①機(jī)械振動(dòng)②能量二、垂直最高處最低處平行密集稀疏關(guān)鍵實(shí)力·合作探究探究點(diǎn)一【導(dǎo)學(xué)探究】提示：手帕標(biāo)記做上下振動(dòng)，并沒(méi)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(dòng)．【典例示范】例1解析：質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，A正確；每個(gè)質(zhì)點(diǎn)起先振動(dòng)后，只在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水平方向不隨波遷移，B錯(cuò)誤；繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，振動(dòng)周期等于波源振動(dòng)周期，C正確；波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒，比如最高點(diǎn)和最低點(diǎn)動(dòng)能為零，重力勢(shì)能不等，D正確．答案：ACD素養(yǎng)訓(xùn)練1解析：按“帶動(dòng)、重復(fù)、落后”的原則可判知B、C正確；由波的實(shí)質(zhì)可知，波傳播的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，各介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波定向遷移，A正確，D錯(cuò)誤．答案：ABC素養(yǎng)訓(xùn)練2解析：波傳播的是振動(dòng)這種形式，各質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置旁邊運(yùn)動(dòng)，并不隨波遷移，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．答案：C探究點(diǎn)二【典例示范】例2解析：從振動(dòng)方向上看，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，振動(dòng)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(cuò)誤．答案：A素養(yǎng)訓(xùn)練3解析：橫波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直，A正確，B錯(cuò)誤；向右傳播的橫波，質(zhì)點(diǎn)可能前后振動(dòng)，C錯(cuò)誤；水波有波峰和波谷，但不是橫波，D錯(cuò)誤．答案：A素養(yǎng)訓(xùn)練4解析：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，A錯(cuò)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(cuò)誤；橫波只能在固體中傳播，D正確．答案：BD探究點(diǎn)三【典例示范】例3解析：依據(jù)波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法，可知波是向左傳播的，A錯(cuò)誤；因波是向左傳播的，質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向是向上的，B錯(cuò)誤；因波是向左傳播的，可以推斷質(zhì)點(diǎn)C要向下運(yùn)動(dòng)，干脆回到平衡位置，而質(zhì)點(diǎn)B先向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移處后再回到平衡位置，這樣質(zhì)點(diǎn)C要比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置，C正確；質(zhì)點(diǎn)C處在最大位移處，其加速度最大，D錯(cuò)誤．答案：C素養(yǎng)訓(xùn)練5解析：由“帶動(dòng)法”可知此時(shí)P點(diǎn)從平衡位置起先向下運(yùn)動(dòng)，B正確．答案：B隨堂演練·自主檢測(cè)1．解析：機(jī)械波的形成必需具備的兩個(gè)條件：振源和介質(zhì)，若物體做機(jī)械振動(dòng)，而其四周沒(méi)有傳播這種振動(dòng)的介質(zhì)，遠(yuǎn)處介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)不行能振動(dòng)起來(lái)形成機(jī)械波，A錯(cuò)誤；任何一個(gè)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都是一個(gè)波源，帶動(dòng)它四周的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，將振動(dòng)傳播開(kāi)來(lái)，所以后一質(zhì)點(diǎn)總是落后于前一質(zhì)點(diǎn)，但振動(dòng)頻率相同，B、C正確；形成機(jī)械波的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置旁邊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并沒(méi)有隨波遷移，離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是通過(guò)各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得的，D錯(cuò)誤．答案：BC2．解析：振源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)必不行少的條件，A正確；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí)，沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點(diǎn)比前面的質(zhì)點(diǎn)總要晚一些起先振動(dòng)，但質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一樣，B、C、D錯(cuò)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(cuò)誤；水波既不是橫波，也不是縱波，它的形式比較困難，B錯(cuò)誤；地震波既有橫波，也有縱波，故發(fā)生地震時(shí)，地面既有上下振動(dòng)，也有左右運(yùn)動(dòng)，C正確；橫波只能在固體中傳播，縱波在固體、