2018_2019高中物理第12章機械波12.1波的形成和傳播課件新人教版.pptx

1、第十二章機械波 1波的形成和傳播,【自主預習】 1.波的形成和傳播: (1)波的形成:當手握繩一端上下振動時,繩端帶動相鄰 質點,使它也上下振動,這個質點又帶動更遠一些的質點 上下振動即振動的_稱為波動,簡稱波。,傳播,(2)介質: 定義:波借以傳播的_。 組成介質的質點之間有_作用,一個質點的振動會引起相鄰質點的振動。,物質,相互,2.波的分類:,垂,直,最,高處,最,低處,同一,直線上,最密,最疏,3.機械波: (1)形成:_在介質中傳播,形成機械波。 (2)產生條件: 要有_。 要有傳播振動的_。,機械振動,波源,介質,(3)特點: 介質中有機械波傳播時,介質本身并不隨波一起傳播, 它傳

2、播的只是_這種運動形式。 波是傳遞_的一種方式。 波可以_,因而人們可用聲音(聲波)交流。,振動,能量,傳遞信息,【預習小測】 1.科學探測表明,月球表面無大氣層,也沒有水,更沒有任何生命存在的痕跡。在月球上,兩位宇航員面對面講話也無法聽到,這是因為() A.月球太冷,聲音傳播太慢 B.月球上沒有空氣,聲音無法傳播 C.宇航員不適應月球,聲音太輕 D.月球上太嘈雜,聲音聽不清楚,【解析】選B。兩宇航員面對面講話卻無法聽到,說明聲波有振源卻傳播不出去,即缺乏聲波傳播的另一條件,沒有介質,故B選項正確。,2.判定橫波的條件是() A.質點在豎直方向振動的波為橫波 B.波在水平方向傳播的波為橫波 C

3、.只有質點振動方向為豎直的,波的傳播方向為水平的波為橫波 D.只要質點振動方向和波的傳播方向垂直的波就是橫波,【解析】選D。判定一列波是否是橫波的依據(jù)是質點的振動方向和波的傳播方向是否垂直。,3.如圖所示為波沿著一條一端固定的繩子傳播到B點時 的波形圖,由圖可判斷出A點開始振動的方向是() A.向左B.向右C.向上D.向下,【解析】選C。由圖可知,沿波傳播方向B點的左邊質點在其上方,B點要重復左邊質點的振動,故B向上運動,故振源開始也是向上起振的,C正確。,主題一波的形成和傳播 【互動探究】 如圖用手握住繩子的一端上下抖動,就會看到凸凹相間的波向繩的另一端傳播出去,形成繩波。請結合圖示思考下列

4、問題。,(1)繩上的質點,哪些先振動,哪些后振動? 提示:繩上的質點靠近手的先振動,遠離手的后振動。,(2)質點間的振動是如何發(fā)生的? 提示:介質質點間存在相互作用力,由于相鄰質點間有力的作用,當介質中某一質點發(fā)生振動時,就會帶動周圍的質點振動起來,從而使振動向遠處傳播,如圖:,(3)從振源開始,各個質點做什么振動? 提示:從振源開始,每一個質點都由前面的質點帶動而做受迫振動。 (4)繩波在傳播時,繩子上的各點是否隨波發(fā)生遷移? 提示:繩子上的各質點僅在平衡位置附近上下振動,并不隨波遷移;波向外傳播時,傳播出去的是振動的形式和能量。,(5)手停止振動,波會不會立即停止傳播? 提示:不會。手停止

5、振動后,傳出去的波仍然在傳播。,【探究總結】 1.機械波的形成: (1)介質:能夠傳播機械振動的物質,它可以是固、液、氣三態(tài)中的任意一種。 (2)平衡位置:在沒有外來振動之前,各個質點所在位置稱為各自的平衡位置。,(3)波源:首先振動的這個質點即為波源。 (4)傳播:由于介質質點間存在著相互作用力,作為波源的質點就會帶動周圍質點振動,于是振動就在介質中由近及遠傳播。,2.波的特點: (1)振幅:像繩波這種一維(只在某個方向上傳播)機械波,若不計能量損失,各質點的振幅相同。 (2)周期:各質點振動的周期均與波源的振動周期相同。 (3)步調:離波源越遠,質點振動越滯后。,(4)運動形式:各質點只在

6、各自的平衡位置附近做往復振動,并不隨波遷移。 (5)機械波向前傳播的是振動這種運動形式,同時也傳遞能量和信息。,【典例示范】(2018泰安高二檢測)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 圈的向外傳播,當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,【解題指南】解答本題應注意介質中有機械波傳播時: (1)介質本身不隨波一起傳播,只在自己的平衡位置附近振動。 (2)傳播的是振動形式和能量。,【解析】選D。介質中有機械波傳播時,介質本身并不隨波一起傳播,介質質點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

7、能量,生活中,水面上的一些漂浮物會沿波向外移動,是因為外界另外一些因素的干擾,如風的吹動等,故D正確。,【探究訓練】 1.(2018寧波高二檢測)在敲響古剎里的大鐘時,有的同學發(fā)現(xiàn),停止對大鐘的撞擊后,大鐘仍“余音未絕”,分析原因是() 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”的緣故 D.大鐘雖然停止振動,但空氣仍在振動,【解析】選B。停止撞鐘后,大鐘的振動不會立即停止,再振動一段時間后,由于阻力的作用,振動才逐漸停止,故B選項正確。,2.(多選)關于機械波的形成,下列說法中正確的 是() A.物體做機械振動,一定產生機械波 B.后振動的質點總是跟著先振

8、動的質點重復振動,只是時間落后一步 C.參與振動的質點都有相同的頻率 D.機械波是介質隨波遷移,也是振動能量的傳遞,【解析】選B、C。機械波的形成必須具備兩個條件:波源和介質。只有物體做機械振動,而其周圍沒有傳播這種振動的介質,遠處的質點不可能振動起來而形成機械波,故A錯誤。任何一個振動的質點都是一個波源,帶動它周圍的質點振動,將振動傳播開來,所以后一質點總是落后于前一質點,但振動頻率相同,故B、C正確。形成機械波的各振動質點只在平衡位置附近往復運動,并沒有隨波遷移,離波源遠的質點振動的能量通過各質點的傳遞從波源獲得,故D不正確。,【補償訓練】 (多選)關于機械波的形成和傳播,下列說法中正確的

9、 是() A.機械波只能在介質中傳播,波源周圍如果沒有介質,就不能形成機械波 B.離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得遲一些,C.離波源較近的質點總比離波源較遠的質點振動得早一些 D.一旦波源振動起來,介質中的各個質點也就立刻振動起來,【解析】選A、C。機械波形成的條件是有波源和介質,兩者缺一不可;機械波的形成可表述為離波源近的質點帶動離波源遠的質點,故離波源近的質點振動得早一些,分析知A、C正確。,【通法悟道】波動過程中質點運動的特點 (1)先振動的質點帶動后振動的質點。 (2)后振動的質點重復前面質點的振動。 (3)后面振動質點的振動狀態(tài)落后于先振動的質點,概括為“帶動、重復、落后”

10、。,主題二波的分類 【互動探究】 1.橫波的振動特點和波形特點分別是什么? 提示:橫波中質點的振動方向與波的傳播方向垂直,波形特點是凹凸相間的波紋。,2.縱波的振動特點和波形特點分別是什么? 提示:質點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上,波形特點是疏密相間的波形。,3.機械橫波的傳播方向與質點的振動方向垂直,能否認為縱波的傳播方向與質點的振動方向是相同的呢? 提示:不能。縱波的傳播方向與質點的振動方向在同一直線上,而不是方向相同。,【探究總結】 1.橫波與縱波的區(qū)別:,2.幾種常見的機械波: (1)繩波是典型的橫波。 (2)聲波是典型的縱波。 (3)水波是比較復雜的機械波,不能簡單地認為是橫

11、波,但有時將水波理想化為橫波。 (4)地震波中既有橫波,又有縱波。,【典例示范】 區(qū)分橫波和縱波的依據(jù)是() A.質點沿水平方向還是沿豎直方向振動 B.波沿水平方向還是沿豎直方向傳播 C.質點的振動方向和波的傳播方向是相互垂直還是在一條直線上 D.波傳播距離的遠近,【解題指南】解答本題應注意橫波和縱波各自的特點: (1)橫波質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直。 (2)縱波質點的振動方向和波的傳播方向在一條直線上。,【解析】選C。本題考查的是橫波與縱波的分類標準,初學者受相關事例(如繩波、彈簧縱波)的影響,容易認為橫波中質點振動方向在豎直方向上,縱波中質點振動方向在水平方向上。如果取一根彈簧豎

12、直放置,下端固定,手持上端上下振動,就可以形成一列縱波向下傳播,此時介質質點在豎直方向上振動。橫波與縱波分類的標準是看質點振動方向和波傳播方向的關系,若互相垂直,為橫波;若在一條直線上,為縱波。因此只有選項C正確。,【探究訓練】 1.(2018天水高二檢測)沿繩傳播的一列機械波,當波源突然停止振動時,有() A.繩上各質點同時停止振動,橫波立即消失 B.繩上各質點同時停止振動,縱波立即消失,C.離波源較近的各質點先停止振動,較遠的各質點稍后停止振動 D.離波源較遠的各質點先停止振動,較近的各質點稍后停止振動 【解析】選C。機械波在向前傳播時,各個質點都做著機械振動,一旦振源停止,離振源較近的質

13、點先停止,離振源較遠的后停止,故C對。,2.(多選)在機械波傳播的某一方向上,關于振動方向和波的傳播方向,下列說法正確的是() A.橫波中兩者方向有時相同 B.橫波中兩者方向一定不同 C.縱波中兩者方向有時相同 D.縱波中兩者方向一定相同,【解析】選B、C。在機械波傳播的某一方向上,橫波的傳播方向和振動方向垂直,故兩者方向一定不同,而縱波的傳播方向和振動方向在同一直線上,故有時兩者相同,有時相反。故B、C正確。,【補償訓練】 關于橫波與縱波,下列說法中正確的是() A.質點上下振動形成的波是橫波 B.質點水平振動形成的波是縱波 C.波沿水平方向傳播,質點在豎直方向上下振動,這類波是橫波 D.質

14、點在水平面內振動,波沿水平方向傳播,這類波是縱波,【解析】選C。橫波是質點振動方向和波傳播方向相互垂直的波,縱波是質點振動方向和波傳播方向在同一直線上的波。由定義可知,只有C正確。,【通法悟道】橫波和縱波的判斷方法 (1)橫波的質點振動方向和波的傳播方向相互垂直。 (2)縱波的質點振動方向和波的傳播方向在同一直線上。 (3)橫波有波峰和波谷,縱波有疏部和密部。,主題三機械波 【互動探究】 1.有機械振動就一定能形成機械波嗎? 提示:不一定。有機械振動還必須有傳播振動的介質。 2.機械波在傳播過程中,質點也隨之向外傳播嗎? 提示:波傳播的是一種振動形式,質點并不隨波遷移。,3.比較振動和波動,完

15、成表格。,單個,大量,平衡位置,平衡位置,變加速,勻速,保持不變,能量,【探究總結】 機械振動與機械波的比較,【典例示范】 (多選)關于機械振動和機械波,下列說法中正確的 是() A.有機械振動必有機械波 B.有機械波必有機械振動 C.機械振動在真空和介質中傳播均能形成機械波 D.參與振動的質點的振動頻率是由振源決定的,與介質的性質無關,【解題指南】解答本題應注意以下三點: (1)形成機械波必須有機械振動和介質。 (2)機械波不能在真空中傳播。 (3)參與振動的質點都做受迫振動,頻率都等于波源的頻率。,【解析】選B、D。機械振動在介質中傳播形成機械波,故有機械波必有機械振動,有機械振動未必有機

16、械波,故A錯誤,B正確;機械波的形成需具備兩個條件:波源和介質,故C錯誤;由于參與振動的各質點都在重復振源質點的振動,所以各質點的振動頻率等于振源質點的振動頻率,故D正確。,【探究訓練】 1.(多選)(2018大連高二檢測)關于振動和波的關系,下列說法中正確的是() A.振動是波的成因,波是振動的傳播 B.振動是單個質點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象,波是許多質點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象 C.波的傳播速度就是質點振動的速度 D.波源停止振動時,波立即停止傳播,【解析】選A、B。機械波的產生條件是有波源和介質。由于介質中的質點依次帶動,由近及遠傳播而形成波,所以選項A和B正確。波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均勻介質中其速度大小不變;而質點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化,選項C錯誤。波源一旦將振動傳給了介質,振動就會在介質中向遠處傳播;當波源停止振動時,介質仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式,不會隨波源停止振動而停止傳播,即波不會停止傳播,選項D錯誤。,2.一列簡諧橫波在介質中傳播,當波源質點突然停止振 動時,介質中其他質點的振動及能量傳遞的情況是() A.所有質點都立即停止振動 B.已經振動的質點將繼續(xù)振動,未振動的質點則不會振 動 C.能量將會繼續(xù)向遠處傳遞 D.能量傳遞隨即停止