2019-2020学年高中物理 第二章 机械波 第1节 机械波的形成和传播课件 教科版选修3-4

第二章机械波第1节机械波的形成和传播第二章机械波1.理解波的形成和传播．(重点＋难点)2.知道横波和纵波，理解波峰和波谷、密部和疏部．3．知道机械波，理解机械波的传播形式．(难点)一、机械波的形成和传播1．介质：能够传播振动的______叫做介质．2．波源：引起初始振动的装置．3．机械波：__________在介质中传播形成了机械波．4．产生机械波的条件：同时存在______和______．5．机械波传播的只是振动的__________，介质中的各质点并不随波______．6．波是传递______的一种方式，所以机械波的传播也是_______的传播．物质机械振动波源介质运动形式迁移能量机械能二、横波与纵波1．横波：介质中质点的振动方向和波的传播方向相互______的波，叫做横波．(1)波峰：在横波中，________________叫做波峰．(2)波谷：在横波中，________________叫做波谷．2．纵波：介质中质点的振动方向和波的传播方向______的波，叫做纵波．(1)密部：在纵波中，质点分布____________叫做密部．(2)疏部：在纵波中，质点分布____________叫做疏部．垂直凸起来的最高处凹下去的最低处平行密集的部分稀疏的部分生活中经常见到一些“波动”的情形，随风飘扬的五星红旗，体操运动员舞动的长绸，冲浪运动员在风浪中的搏击．这些现象都给人“波动”的感觉，那么波是如何产生的呢？提示：介质中各质点间存在相互作用，前一质点带动后一质点振动，依次传播下去．机械波的形成及特点1．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)质点间的作用：相邻的质点相互做功，同时将振动形式与波源能量向外传播．质点带动做受迫振动，其振动周期都与波源的周期相同，各质点的起振方向都与波源相同．2．波的特点(1)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，各个质点并不随波迁移，而是在自己平衡位置附近振动．(2)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．(3)横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，所以只能在固体中传播．(4)产生纵波时，物体的各部分经常在压缩和拉长，也就是说经常在改变自己的体积，在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播．(5)纵波和横波可同时存在于同一种介质中，如地震波，既有横波，又有纵波，横波和纵波同时在地壳中传播．(1)绳波和声波分别是典型的横波和纵波，水波是比较复杂的机械波，不是横波．(2)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．(多选)关于机械波的形成，下列说法中正确的是()A．物体做机械振动，一定产生机械波B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C．参与振动的质点都有相同的频率D．形成机械波的各振动质点随波迁移，并且波源能量向外传播[解析]机械波的形成必须具备的两个条件：波源和介质．只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处介质的质点不可能振动起来而形成机械波，故A选项错误．任何一个振动的质点都是一个波源，带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故B、C选项正确．形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近做往复运动，并没有随波迁移，故D选项不正确．[答案]BC分析机械波形成与传播时要把握两点：(1)介质中各质点从波源开始依次振动；(2)任何一个质点的起振方向都与波源的起振方向相同．1.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：选B．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．波动与振动的区别与联系1．波动与振动的区别振动波动研究对象某一个质点的周期性运动所涉及波动的各个质点的周期性运动及整体表现出的振动传播过程成因质点受到回复力的作用靠相邻质点的相互作用力的带动将振动形式和能量传播出去性质质点做变速运动波在均匀介质中匀速向前传播振动波动能量变化系统动能和势能相互转化，转化过程中机械能不变介质中每个质点的动能与势能同时达到最大，同时达到最小，质点的机械能在最大和最小之间变化，而每个质点在不断地吸收和放出能量，波的传播过程也是能量传播过程2.振动和波的联系(1)振动是波动的起因．(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．产生振动的原因是靠回复力，而引起波动的力，是介质中各质点间的弹力．关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是()A．有机械振动必有机械波B．有机械波必有机械振动C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移D．在波的传播中，如果振源停止振动，波的传播并不会立即停止[解析]机械振动是形成机械波的条件之一，有机械波一定有机械振动，但有机械振动不一定有机械波，A错，B对．波在传播时，介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动，它们不随波的传播而发生迁移，C对．振源停止振动后，已形成的波仍继续向前传播，D对．[答案]A2.(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A．振动是单个质点呈现的运动现象，波是彼此相联系的许多质点联合起来呈现的运动现象B．振动是波动的基本要素，波是振动的传播C．波的传播速度就是质点振动的速度D．离波源远的质点振动较慢解析：选AB．一个质点的振动通过相互作用会带动邻近质点的振动，使振动这种运动形式通过介质中质点的依次带动由近及远向外传播出去而形成机械波，故选项A、B正确；波的传播速度不是质点振动的速度，故选项C错误；因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动快慢都一样，故选项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．3.关于横波和纵波，下列说法正确的是()A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同C．形成纵波的质点，随波一起迁移D．空气介质只能传播纵波解析：选D．横波质点的振动方向与传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与传播方向有时相同，有时相反，故A、B均错误；介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波定向移动，故C项错误；因为空气介质只能通过压缩而产生相互作用力，故空气介质传播的机械波只能是纵波，故D项正确．