《2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-4讲义：第2章机械波2.1 机械波的产生》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年同步备课套餐之物理沪科版选修3-4讲义：第2章机械波2.1 机械波的产生（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.1机械波的产生学习目标1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道机械波的种类一一横波和纵波的概念.3.明确机械波传播的特点.11r自主预习梳理1 .机械波的形成波源振动虫与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动,只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些.于是波源的振动逐渐传播出去.2 .机械波的产生条件：(1)要有振出(2)要有传播振动的介质.3.机械波可分为横波和纵波两类，如下表所示.定义标识性物理量实物波形横波质点的振动力向与波的传播方向互相垂直的波波峰：凸起的最高处旗峰波谷：凹下的最低处_纵波质点的振动力向与波的传播方向在同一直线上的波密部：质点分布密集的ag疏部：质
2、点分布稀疏的ag4.机械振动在介质中传播,形成机械波.机械波传播振动形式的同时.也向外传递能量和信息.重点知识探究一、机械波的形成导学探究你看过艺术体操的“带操”表演吗？如图1所示，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随波翻卷，这是波在彩带上传播的结果，你知道波是如何形成的吗？图1答案彩带一端振动带动彩带上相邻部分振动，依次逐渐引起整个彩带振动.知识深化1 .波形成的原因：以绳波为例(如图2所示)图2(1)可以将绳分成许多小部分，每一小部分看做质点.(2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置.(3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的这
3、个质点称为波源.(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播.2 .产生条件：(1)要有振源；(2)要有传播振动的介质.【例1】如图3所示，是某绳波形成过程的示意图.质点1在外力作用下沿垂直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=T时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动.问：r1234567g10111213141516171耨192。F=0一rRt口678910IIJ21314151617I,8I920/=T4图3(1)t=2
4、时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？3T(2)t=34；时，质点8、12、16的运动状态如何？(3)t=T时，质点8、12、16的运动状态如何？答案见解析解析各质点在各时刻的情况.如图所示.(1)由甲图可知，t=T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=1时，质点8正在向下振动，质点12正在向上振动，质点16未振动.二、横波和纵波导学探究2011年3月，日本东北部海域发生里氏9.0级强地震，其引发的海啸加上核泄漏事故给日本带来巨大的损失.通过视频咱们可以观察到地震发生时，地面会产生前后或左右的晃动，也会产生竖直方向的振动，你知道这
5、是为什么吗？答案地震波有纵波和横波，不同的波引起地面的振动不同.知识深化1 .横波定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波，如绳波.(1)在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横波是以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去的，这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形.（2）横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，故纯粹的横波只能通过固体传播.2 .纵波定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波.（1）在纵波中，质点分布密集的地方叫做密部，质点分布稀疏的地方叫做疏部.纵波在传播时呈现出疏密相间的波形.（2）在纵波的情况下，物体的各部分经常受到
6、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.【例2】（多选）下列关于横波和纵波的说法正确的是（）A.凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波C.纵波的波形是疏密相间的，质点分布密集的部分叫密部，分布稀疏的地方叫疏部D.质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波答案ACD解析横波具有波峰和波谷，A正确；振动的方向与传播的方向垂直的波为横波，振动的方向与传播的方向在同一直线上的波为纵波，B错误，D正确；纵波有疏部和密部且波形是
7、疏密相间的，C正确.三、波传递的是能量和信息导学探究一同学不小心把一只排球打入湖中，为使球能漂回岸边，这位同学采用不断将石头抛向湖中的方法，这位同学能否通过这种方法把排球冲上岸？这说明波传播的是什么？答案不能.石头激起的水波向四周传播，浮在水面上的排球随水上下起伏，不能到达河岸.这说明波传播时介质不随波迁移，传播的只是振动这种运动形式.知识深化波传播的特点1 .波传播的是振动形式，而介质的质点并不随波迁移；2 .波在传递运动形式的同时，也传递能量和信息.【例3（多选）关于机械波的说法正确的是（）A.相邻的质点要相互做功B.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C.振源开始时怎样振动，其他质点
8、开始时就怎样振动D.除振源外波中各质点都做受迫振动答案ACD解析机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，纵波也是机械波，因此B错；每个质点都是由振源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与振源频率相同，并且都“仿照”振源振动，故C、D正确.四、振动和波动的区别【例4（多选）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
9、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，波立即停止传播答案AB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、由近及远地传播而形成波，所以选项A、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；介质中一旦形成了波，介质中的质点就会将振动这种运动形式由近及远的向外传播，当波源停止振动时，介质中已经振动起来的质点还在振动，所以波将继续传播，选项D错误.课堂要点小结质点的运动特点后面质点滞后于前面质点不随波的传播而迁移机械波的产生源机械波的产生条件，人介质1r横波：质点的振动方向
10、与波的传播方向互相垂直机械波的分类一 、一 、纵波：质点的振动方向与波的传播方向L 在同一直线上机械波的传播能量和信息in当堂达标检测i.下列对机械波的认识正确的是（）A.形成机械波一定要有振源和介质B.振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动答案A解析振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确.简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D
11、均错.2.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（）A.声波一定是纵波B.水波一定是横波C.地震波既有横波，也有纵波D.纵波中的质点要随波迁移，横波中的质点不随波迁移答案C解析声波可以在空气中传播，也可以在液体和固体中传播，空气中的声波一定是纵波，而液体、固体中的声波既可能是纵波，也可能是横波，故A错；水波既不是横波，也不是纵波，它的运动形式比较复杂，故B错；地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右振动，C正确；无论是横波，还是纵波，介质中的质点都不随波发生迁移，故D错.3.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）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
12、点振动较慢D.波源停止振动时，介质中的波立即停止传播答案A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，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；在波源停止振动时，波仍将继续向外传播而不会停止课时作业一、选择题1 关于机械波，下列说法不正确的是()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答案D解析振源的振动使其周围质点依次振动，之所以能依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用
13、力；沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移2 有关纵波与横波，下列说法中正确的是()A对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同B对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直C纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能D横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播答案B3科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹在月球上，两名宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为()A月球太冷，声音传播太慢B月球上没有空气，声音无法传播C宇航员不适应月球，声音太轻D月球上太嘈杂，声音听不清楚答案B解析月球表面无大气层，没有传播声音的
14、介质，所以讲话无法听到4波在传播过程中，下列说法正确的是()A介质中的质点随波的传播而迁移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来传播答案B解析各振动质点的频率都与波源的振动频率相同.5.一小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶（）A.逐渐漂向湖心B.逐渐漂向湖畔C.上下振动D.沿树叶所在的圆圈做圆周运动答案C6 .图1是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4为绳中的一系列等间距的质点，绳处于水平方向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，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.t=0时质点1开始竖直向上运动，质点振动周期为经过四分之一周期，质点5开始运动，此时质点1已发生的位移为x.下列判断正确的是（）十一一一一一_rA-*4|2345678910112B14151617181920dJ图1A. t=T4时质点5的运动方向向下B. t=1时质点7的加速度方向向上C. t=3T-时质点5运动的路程为3x4D. t=T时质点9向下运动答案D7 .下列关于波的应用正确的是（）A.要使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8 .两个在水中
