2019-2020学年高中物理 第十二章 第1节 波的形成和传播课件 新人教版选修3-4

第十二章机械波第1节波的形成和传播第十二章机械波1.理解机械波的形成过程和产生条件．2.知道横波和纵波的概念．3.明确机械波传播的特点．一、波的形成和传播1．波：______的传播称为波动，简称波．2．波的形成：当手握绳端上下振动时，绳端______相邻质点，使它也上下振动．这个质点又______更远一些的质点…绳子上的质点都很快______起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动．绳端这种上下振动的状态沿绳子传出去，从整体看就是一些凹凸相间的波形．振动带动带动振动二、横波和纵波1．横波：质点的振动方向与波的传播方向相互______的波，叫做横波．在横波中，______________叫做波峰，______________叫做波谷．2．纵波：质点的振动方向与波的传播方向在____________的波，叫做纵波．在纵波中，质点分布______的位置叫做密部，质点分布______的位置叫做疏部．垂直凸起的最高处凹下的最低处同一直线上最密最疏三、机械波1．介质(1)定义：波借以______的物质．(2)特点：组成介质的质点之间有__________，一个质点的振动会引起相邻质点的振动．2．形成：机械振动在______中传播，形成机械波．3．两个产生条件(1)要有______．(2)要有传播振动的______．传播相互作用介质波源介质4．传递的三个特点(1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是______这种运动形式．(2)波是传递______的一种方式．(3)波可以传递______．振动能量信息判一判(1)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动．()(2)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动．()(3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动．()(4)声波能在真空中传播．()(5)介质中有机械波传播时，介质本身也随波一起传播．()(6)波传播的是振动这种运动形式．()××√××√想一想如图是地震后场景．当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时感到上下颠簸，由此可见地震波是什么波？提示：震源往往在地下某个深度的地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波．所以，地震波既含有纵波又含有横波．波的形成及特点1．机械波的形成2．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：各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)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移．(5)实质：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．3．振动和波动的区别与联系振动波动区别研究对象单个质点在平衡位置附近的往复运动，研究的是单个质点的“个体行为”振动在介质中的传播，研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为”力的来源可以由作用在物体上的各种性质力提供联系介质中各质点的弹力运动性质质点做变速运动在均匀介质中是匀速直线运动振动波动联系(1)振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，但有振动不一定有波动(2)波动的性质、频率和振幅都与振源相同命题视角1波的形成及传播如图所示，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：(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？[解题探究](1)经过T4的时间，振动向前传播几个点？(2)t＝T2时刻，哪个点开始向上运动？质点1到了什么位置？(3)t＝3T4时，哪个点开始向上运动？质点1到了什么位置？[解析]各质点在各时刻的情况，如图甲、乙所示．(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．[答案]见解析波动过程中介质中各质点的运动特点波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述：(1)先振动的质点带动后振动的质点；(2)后振动的质点重复前面质点的振动；(3)后振动质点的振动状态落后于先振动的质点．概括起来就是“带动、重复、落后”．命题视角2机械波的形成条件和特点波在传播过程中，正确的说法是()A．介质中的质点随波迁移B．波源的振动能量随波传递C．振动质点的频率随着波的传播而减小D．波源的能量靠振动质点的迁移随波传递[解析]介质中的质点只在自己平衡位置上下振动，而不随波迁移，选项A错误；波源的振动能量随波传递，选项B正确；振动质点的频率等于波源的振动频率，不随着波的传播而减小，选项C错误；波源的能量随波由近及远传播，并不是靠振动质点的迁移来传播，故D错误．[答案]B命题视角3振动和波动的关系(多选)关于振动和波动的关系，下列说法中正确的是()A．振动是形成波动的原因，波动是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波动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[解析]机械波的产生条件是有波源和介质，由于介质中的质点依次带动由近及远的质点振动传播而形成波，所以选项A和B正确．波的传播速度是波形由波源向外延伸的速度，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立即停止传播，即波不会立即停止传播，选项D错误．[答案]AB如图所示，有一条均匀的弹性绳，0、1、2、3、…、16是绳上一系列等间隔的点．现有一列简谐横波沿此绳传播．某时刻，绳上点9的位移向上且第一次达到最大值、点12的位移为零且向上运动．则再经过34个周期，下面所给的弹性绳上某些质点的位置和振动方向(只画出其中一段绳上某四个质点的情况)的四个图中可能正确的是()解析：选C.依题意，波向右传播，点9到点12之间为四分之一波长，此时，点3在波谷处，再过34个周期，点3运动到平衡位置且向下运动，点6运动到正向最大位移处，图示波形A、B错误；点12运动到波谷处，点15运动到平衡位置且向下运动，所以图示波形C正确，D错误．横波与纵波横波与纵波的对比名称项目横波纵波概念在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上介质只能在固体介质中传播在固体、液体和气体介质中均能传播特征在波动中交替、间隔出现波峰和波谷在波动中交替、间隔出现密部和疏部(1)水面波的认识方面：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波．(2)纵波的认识方面：在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同．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[解析]质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，而质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波，可知只有C项正确．[答案]C区别横波、纵波只看质点的振动方向与传播方向的关系；对于机械波总是距波源近的质点带动距波源远的质点，起振有先后．