2014-2015学年高中物理2.1机械波的形成和传播课件教科版选修3-4

高中物理·选修3-4·教科版第二章机械波2.1机械波的形成和传播[目标定位]1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道波的种类及横波和纵波的概念.3.明确机械波传播的特点．一、机械波的形成和传播1．波的形成由于绳的各部分之间都有相互作用的弹力联系着，所以当手抖动绳的一端，紧靠这一端的质点运动，它会相邻的质点运动，依次传递下去．每一个质点都在重复绳一端的振动，后一个质点的运动状态总是于前一个质点的运动状态．预习导学带动滞后2．介质能够传播振动的物质．3．机械波在介质中的传播．4．波源引起振动的装置．5．机械波是这一运动形式(包括波源的振动信息)的传播，介质本身并没有沿着波的方向发生．6．波是传递的一种方式．预习导学机械振动初始机械振动迁移能量二、横波与纵波1．按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为和．2．横波(1)定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向的波．(2)标识性物理量①波峰：凸起来的处．②波谷：凹下去的处．预习导学横波纵波垂直最高最低3．纵波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向的波．(2)标识性物理量①密部：介质中质点分布的部分．②疏部：质点分布的部分．4．简谐波：如果传播的振动是运动，这种波叫做简谐波．预习导学平行密集稀疏稀疏一、波的形成和传播1．波的形成传播波的物质，如水、绳、空气等，可以分成许多小部分，每一小部分都可以看作质点．当其中一个质点振动时，由于质点间的相互作用，就带动相邻的质点振动起来，该质点又带动后面的质点振动起来，这样振动的状态就传播出去，形成了机械波．课堂讲义课堂讲义2．机械波的传播(1)各质点的振动周期都与波源的振动周期相同．(2)离波源越远，质点的振动越滞后，但各质点的起振方向与波源起振方向相同．(3)波传播的只是振动形式，介质中的每个质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波迁移．课堂讲义【例1】下列关于机械波的说法中，正确的是()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的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D．各质点随波的传播而迁移E．离波源越远，质点的振动频率越小课堂讲义解析振源依靠介质中各相邻质点间的相互作用力使周围的质点依次振动起来，且后一质点的振动必定落后于前一质点，选项B、C正确；质点只在它们各自的平衡位置附近做受迫振动，它们振动的频率均与波源的频率相同，选项A正确，E错误；波在传播过程各质点不随波迁移，选项D错误．答案ABC课堂讲义【例2】如图2－1－1所示，是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝T4时，1到达最上方，5开始向上运动．问：图2－1－1课堂讲义(1)t＝T2时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t＝3T4时，质点8、12、16的运动状态如何？解析各质点在各时刻的情况．如题图所示.(1)由甲图可知，t＝T2时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动．(2)由乙图可知，t＝3T4时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动．课堂讲义答案见解析课堂讲义借题发挥根据波的形成特点，先振动的质点带动后面的质点振动，后面质点总是落后于前面质点的振动，每一个质点都在自己的平衡位置附近振动，正确画出各时刻的波形图，可以使问题变得更形象直观．课堂讲义二、振动与波动的区别与联系1．区别(1)研究对象不同振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象，波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象．课堂讲义(2)运动成因不同振动是质点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力的作用．波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远传播开去，各质点间存在相互作用的弹力，各个质点受到回复力作用．(3)运动性质不同质点的振动是变加速运动，在同一介质中波动的传播速度不变．课堂讲义2．联系(1)振动是波动的起因，波是振动的传播；(2)有波动一定有振动，有振动不一定有波动；(3)波动的周期等于质点振动的周期，波动和振动都是周期性运动．课堂讲义【例3】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，波立即停止传播课堂讲义解析机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项D错误．答案AB课堂讲义针对训练关于振动和波的说法正确的是()A．有机械波必有振动B．有机械振动必有波C．离波源远的质点振动较慢D．质点的振动方向总是垂直于波的传播方向解析机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动．但如果只有振动，而没有介质的传播就不会有机械波的产生．因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在一条直线上．答案A