高二物理《第十二章机械波》(导学案)

人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第1页§12.1波的形成和传播班级小组姓名【学习目标】1、通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。2、能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。3、知道什么是机械波和机械波形成的条件。【重点难点】机械波的形成过程及传播。【学法指导】实验操作、视频演示、渗透理解、归纳总结【学习过程】1、机械波产生的条件（1）；（2）。2、机械波的形成（1）实质：介质质点间存在相互作用力，介质中前面的质点带动后面的质点振动。（2）介质质点的振动：从振源开始，每一个质点都由前面的质点带动做受迫振动。【例1】在机械波中（）A．各质点都在各自的平衡位置附近振动B．相邻质点间必有相互作用力C．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D．各质点也随波的传播而迁移【例2】关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（）A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播3、机械波的分类（1）横波：质点振动的方向与波的传播方向垂直的波叫。在横波中，凸起的最高处叫，凹下的最低处叫。（2）纵波：质点的振动方向跟传播方向在同一直线上的波叫。在纵波中，质点分布最密的地方叫，质点分布最疏的部分叫。【例3】关于横波与纵波，下列说法中正确的是（）A．质点上下振动形成的波是横波B．质点水平振动形成的波是纵波人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第2页C．波沿水平方向传播，质点在竖直方向上下振动，这类波是横波D．质点在水平面内振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波4、在中的传播就形成机械波。5、波的特点（1）振幅：像绳波这种一维（只在某个方向上传播）机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。（2）周期：辑质点振动的周期均与波源的振动周期相同。（3）步调：离波源越远，质点振动越滞后。（4）立场：各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波逐流。（5）机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。【例4】关于机械波，下列说法正确的是（）A．机械波的传播方向就是介质中质点的振动方向B．机械波的传播伴随着振动能量的传递C．机械波传播的是振动这种运动形式，质点并不随波迁移D．波不但能传递能量，也能传递信息【例5】如图12－1－1所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源。设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T4质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是（）A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚B．图中所有质点的起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过的相同位置时落后T/4D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动6、绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫做________。机械振动在介质中传播，形成了________。7、介质中有机械波传播时，介质本身，随波一起传播。传播的只是。【训练测试】1、关于横波和纵波，下列说法正确的是（）A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B．质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D．地震波是横波，声波是纵波2、关于机械波的叙述，下列说法正确的是（）A．在机械波的形成过程中，介质中的质点随波一起发生迁移，质点以匀速直线运动的速度传递人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第3页B．介质中的质点不随波一起发生迁移，只是在平衡位置附近沿波的传播方向往复振动C．机械波传播的是机械振动这种运动形式D．介质中各质点的振动周期是相同的3、关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是（）A．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波B．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得迟一些C．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些D．一旦波源振动起来，介质中的各个质点也就立刻振动起来4、横波和纵波的区别是（）A．横波中，质点做振动，纵波中，质点沿波的传播方向运动B．横波的传播速度一定比纵波慢C．横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部D．横波中各质点振动方向与波的传播方向在同一直线上，纵波中各质点振动方向与波的传播方向垂直5、关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（）A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播6、如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到B点时的波形图，由图可判断出A点开始振动的方向是（）A．向左B．向右C．向上D．向下7、如图所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示。由此可判定此横波（）A．向右传播，且此时质点B正向上运动B．向右传播，且此时质点C正向下运动C．向左传播，且此时质点D正向上运动D．向左传播，且此时质点E正向下运动8、如图所示，一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点。a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半，四个质点的加速度大小分别为aa、ab、ac、ad，它们的速度大小分别为va、vb、vc、vd，则（）A．ac＜ab＜aa＝adB．ac＞ab＞aa＝ad＝0C．va＝vd＞vb＞vcD．va＝vd＜vb＜vc9、一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质元，a正向上运动。由此可知（）A．该波沿x轴正方向传播B．c正向上运动C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置D．该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第4页10、地震震动以波动的形式传播，地震波有纵波和横波之分，且纵波传播速度大于横波传播速度。（1）如图所示是某一地震波的传播图，其振幅为A，波长为λ，某一时刻质点a的坐标为（λ，0），经14周期该质点的坐标是多少？该波是纵波还是横波？（）A．54λ，0、纵波B．（λ，－A）、横波C．（λ，A）、纵波D.54λ，A、横波（2）若a、b两处与c处分别相距300km和200km。当c处地下15km处发生地震，则（）A．c处居民会感到先上下颠簸，后水平摇动B．地震波是横波C．地震波传到a地时，震动方向垂直于地面D．a、b两处烈度可能不同11、下列关于波的应用正确的是（）A．要将放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波B．两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用C．光缆是利用机械波传递信息D．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动，不能形成声波【课后反思】人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第5页§12.2波的图象班级小组姓名【学习目标】1、能够通过描点的方法作出波的图象，理解波的图象的物理意义。2、知道什么是简谐波。3、通过用图象描述横波，加强利用图象分析问题的能力。【重点难点】1、理解波的图象的物理意义。2、掌握波的图象的应用：①根据某一时刻t的波的图象、波的传播方向和波速，画出经过Δt时间以后，波的形状和各质点的位移；②已知某时刻t的波的图象、波的传播方向，判断介质中各质点的振动方向。【学法指导】类比迁移、归纳总结、对比演练【学习过程】1、波的图象的建立：用横坐标x表示在波的传播方向上的平衡位置，纵坐标y表示偏离平衡位置的位移。波的图象有时也称，简称。【例1】一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点（）A．它们的振幅相同B．其中D、E速度方向相同C．其中A、C速度方向相同D．从此时算起，B比C先回到平衡位置【例2】．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如左图所示，此后，若经过34周期开始计时，则如右图所示描述的是（）A．a处质点的振动图象B．b处质点的振动图象C．c处质点的振动图象D．d处质点的振动图象2．如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做，也叫。可以证明，介质中有正弦波传播时，介质的质点在做运动。3．简谐波的波形图与质点的振动图象都是正弦曲线，但它们的意义是的。波形曲线表示介质中的“质点”在“”的位移，振动图象则表示介质中“质点”在“”的位移。【例3】如图所示是一列简谐波的图象，由此可知各质点振动的振幅为，x＝1.0m处的质点此时刻的位移是。人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第6页【例4】如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1＝0和t2＝0.5s（T＞0.5s）时的波形。能正确反映t3＝7.5s时波形的是（）4.振动图象和波动图像的区别振动图象波的图象图象物理意义图象表示一个质点在各个时刻的位移图象表示某时刻，波线上各质点的位移图象变化随时间延伸，图象形状不变，只是图象沿t轴延续随时间推移，图象整体沿波的传播方向平移一个完整正弦（余弦）图象所占横坐标距离表示一个周期T表示一个波长λ【例5】一列简谐横波沿x轴负方向传播，如图所示是t＝1s时的波形图象，如图（b）所示是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象（两图用同一时间起点）。人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第7页（1）图（b）可能是图（a）中哪个质点的振动图象？（2）若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能是图（a）中哪个质点的振动图象？（）A．x＝0处的质点B．x＝1m处的质点C．x＝2m处的质点D．x＝3m处的质点（3）设波沿x轴负方向传播，画出x＝3m处的质点的振动图象。【训练测试】1、关于振动图象和波的图象，下列说法中正确的是（）A．振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布B．振动图象的形状不随时间变化，而波的图象的形状随时间而变化C．简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦（或余弦）曲线D．振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状2、一简谐横波在x轴上传播，在某一时刻的波形图如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则（）A．此波沿x轴负方向传播B．质点D此时向下运动C．质点B将比质点C先回到平衡位置D．质点E的振幅为零3、如图所示，下列说法中正确的是（）A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15m处质点的位移是0.1mC．若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向D．A的加速度为沿y轴负方向，而B、C的加速度沿y轴正方向4．如图所示画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形图线，由图线可知（）A．质点b此时的位移是零B．质点b此时向－y方向运动C．质点b的振幅是2cmD．质点d此时的加速度沿正方向5、一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为x＝0。当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标x＝2m的质点所处位置及运动情况是（）A．在其平衡位置下方且向上运动B．在其平衡位置下方且向下运动C．在其平衡位置上方且向上运动D．在其平衡位置上方且向下运动6、简谐横波某时刻的波形图线如图所示，由此图可知（）A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C．若波从右向左传播，则质点c向下运动D．若波从右向左传播，则质点d向上运动人教版选修3-2导学案高二物理备课组编写共16页第8页7、一列波沿水平方向传播，某时刻的波形如图所示，则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是（）A．a和cB．b和