《高中物理课件：第10章第一节《波的形成和传播》（人教版选修3-4）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课件：第10章第一节《波的形成和传播》（人教版选修3-4）（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节波的形成和传播第一节波的形成和传播 课堂互动讲练课堂互动讲练随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练第第一一节节波波的的形形成成和和传传播播基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破目目标标概概览览学学习习目目标标：1.知道机械波的形成知道机械波的形成过过程和程和产产生条生条件件2知道横波、知道横波、纵纵波的区波的区别别3理解波在理解波在传传播振播振动动形式的同形式的同时时也也传传播了能播了能量量重点重点难难点：点：1.重点：机械波的形成重点：机械波的形成过过程和程和产产生生条件条件2难难点：理解振点：理解振动动和波的和波的传传播关系播关系学法指学法指导导：通：通过观过观察
2、波的形成和察波的形成和传传播的演示播的演示领领会介会介质质是如何是如何传传播波源的振播波源的振动动形式和能量形式和能量的的基础知识梳理基础知识梳理一、波的形成和一、波的形成和传传播播1波的形成波的形成过过程程(1)波波各各部部分分看看成成由由许许多多_组组成成，各各部部分之分之间间存在着相互作用的存在着相互作用的_(2)沿波的沿波的传传播方向，后一个播方向，后一个质质点开始振点开始振动总动总比前一个比前一个质质点点_，这样质这样质点就依次被点就依次被_小部分小部分弹弹力力迟迟一些一些带动带动2振振动动的的_逐逐渐传渐传播开去形成播开去形成_二、横波和二、横波和纵纵波波1横横波波：质质点点的的振
3、振动动方方向向跟跟波波的的传传播播方方向向_的波叫做横波的波叫做横波(1)波波峰峰：在在横横波波中中，_叫叫做做波波峰峰(2)波波谷谷：在在横横波波中中，_叫叫做做波波谷谷例如：例如：绳绳波是横波波是横波形式形式波波垂直垂直凸起最高凸起最高处处凹下最低凹下最低处处2纵纵波波：质质点点的的振振动动方方向向跟跟波波的的传传播播方方向向_的波叫做的波叫做纵纵波波(1)密密部部：在在纵纵波波中中，质质点点分分布布最最密密的的地地方方叫叫做密部做密部(2)疏疏部部：在在纵纵波波中中，质质点点分分布布最最疏疏的的地地方方叫叫做疏部做疏部例例如如：声声波波是是纵纵波波，地地震震波波既既有有横横波波又又有有纵
4、纵波波在同一直在同一直线线上上三、机械波三、机械波1介介质质：_叫做介叫做介质质2机机械械波波：_在在介介质质中中传传播播形形成成机械波机械波3产产生生机机械械波波的的条条件件：同同时时存存在在_和和_特特别别提示：提示：有振有振动动不一定存在波，但有波不一定存在波，但有波一定存在振一定存在振动动能能传传播波的物播波的物质质机械振机械振动动振源振源介介质质思考思考(1)介质中的质点为什么只能振动而不能随波介质中的质点为什么只能振动而不能随波迁移？迁移？(2)若波源突然停止振动，波是否也立若波源突然停止振动，波是否也立即停止传播？即停止传播？4机机械械波波传传播播的的只只是是_，介介质质中的各中
5、的各质质点并不点并不_5波波是是传传递递_的的一一种种方方式式，而而且且可可以以传递传递_【思思考考提提示示】(1)介介质质中中的的质质点点受受到到的的相相邻邻质质点点的的合合力力使使质质点点在在自自己己的的平平衡衡位位置置附附近近振振动动(2)不会不会振振动动的运的运动动形式形式随波而迁移随波而迁移能量能量信息信息核心要点突破核心要点突破一、机械波的形成一、机械波的形成机械波形成的实质是因为质点间存在相互作用机械波形成的实质是因为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，相力，介质中前面的质点带动后面的质点振动，相邻的质点相互做功，同时将振动形式与振源能量邻的质点相互做功，同
6、时将振动形式与振源能量向外传播从振源开始，每一个质点都由前面的向外传播从振源开始，每一个质点都由前面的质点带动做受迫振动质点带动做受迫振动1介质中每个质点的振动频率都与波源振动介质中每个质点的振动频率都与波源振动的频率相同，与传播机械波的介质无关的频率相同，与传播机械波的介质无关2介质中的质点在各自的平衡位置附近振动，介质中的质点在各自的平衡位置附近振动，不随波的传播而迁移不随波的传播而迁移3质点振动的速度与波的传播速度是两个不质点振动的速度与波的传播速度是两个不同的概念：质点的振动速度随时间做周期性同的概念：质点的振动速度随时间做周期性变化，而波的传播速度在同一种均匀介质中变化，而波的传播速
7、度在同一种均匀介质中是不变的是不变的二、波的传播特点二、波的传播特点1波动过程中波源向外传播的是振动这种运波动过程中波源向外传播的是振动这种运动形式，同时也传播了能量和信息动形式，同时也传播了能量和信息2波的介质中的每个质点，只在自己的平衡波的介质中的每个质点，只在自己的平衡位置附近做受迫振动，并不沿波的传播方向位置附近做受迫振动，并不沿波的传播方向迁移，其振动的周期和频率都等于波源的周迁移，其振动的周期和频率都等于波源的周期和频率期和频率3波是大量质点的集体振动行为，但各质点波是大量质点的集体振动行为，但各质点的振动步调不一致，离波源越远的质点其振的振动步调不一致，离波源越远的质点其振动越滞
8、后先振质点动越滞后先振质点(离波源近离波源近)带动后振质点带动后振质点(离波源远离波源远)振动，后振质点落后且重复先振质振动，后振质点落后且重复先振质点的振动点的振动4在波形成过程中，各质点刚开始振动的方在波形成过程中，各质点刚开始振动的方向都相同向都相同(与波源刚开始振动的方向相同与波源刚开始振动的方向相同)5波一旦在介质中形成，就可以脱离波源，波一旦在介质中形成，就可以脱离波源，在介质中由近及远向前传播在介质中由近及远向前传播即时应用即时应用1.(2011年河北唐山高二检测年河北唐山高二检测)关于机械波的形关于机械波的形成，下列说法中正确的是成，下列说法中正确的是()A物体做机械振动，一定
9、产生机械波物体做机械振动，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，只是时间落后一步振动，只是时间落后一步C参与振动的质点群有相同的频率参与振动的质点群有相同的频率D机械波既是介质随波迁移，也是振动能量机械波既是介质随波迁移，也是振动能量的传递的传递解析：解析：选选BC.机械波的形成必须具备的两个条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，远处的介其周围没有传播这种振动的介质，远处的介质点是不可能振动起来而形成机械波的，故质点是不可能振动起来而形成机械波的
10、，故A选项错误；任何一个振动的质点都可作为波选项错误；任何一个振动的质点都可作为波源，而带动它周围的质点振动，将振动传播源，而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，故开来，所以后一质点总是落后，故B选项正确，选项正确，C选项正确形成机械波的各振动质点，只在选项正确形成机械波的各振动质点，只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离振源远的质点振动的能量，是通过各质点离振源远的质点振动的能量，是通过各质点的传递从波源获得，故的传递从波源获得，故D选项不正确选项不正确三、振动和波动的区别与联系三、振动和波动的区别与联系振振动动波波动动运运
11、动动现现象象振振动动是是单单个个质质点点所表所表现现出的周而出的周而复始的运复始的运动现动现象象波波动动是是质质点群点群联联合起合起来表来表现现出的周而复始出的周而复始的运的运动现动现象象运运动动成因成因质质点由于某种原点由于某种原因离开平衡位置，因离开平衡位置，同同时时受到指向平受到指向平衡位置的力衡位置的力回复力的作用回复力的作用介介质质中中质质点受到相点受到相邻邻质质点的点的扰动扰动而随着运而随着运动动，并将振，并将振动动形式由形式由近及近及远传远传播开去，各播开去，各质质点点间间存在相互作用存在相互作用的的弹弹力力振振动动波波动动能量能量变变化化振振动动系系统统的的动动能与能与势势能相
12、互能相互转转化，化，动动能最能最大大时势时势能能为为零，零，势势能最大能最大时动时动能能为为零，零，总总的的机械能守恒机械能守恒振源将机械能振源将机械能传递给传递给它它相相邻邻的的质质点，点，这这个个质质点点再将能量再将能量传递给传递给下一个下一个质质点，当波源停止振点，当波源停止振动动，各个各个质质点的振点的振动动也会相也会相继继停下来停下来联联系系振振动动是波的起因，波是振是波的起因，波是振动动的的传传播播有波有波动动一定有振一定有振动动，有振，有振动动不一定有波不一定有波动动牢牢记记波波动动的周期等于的周期等于质质点振点振动动的周期的周期即时应用即时应用2.关关于于振振动动和和波波的的关
13、关系系，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A振振动动是波的成因，波是振是波的成因，波是振动动的的传传播播B振振动动是是单单个个质质点点呈呈现现的的运运动动现现象象，波波是是许许多多质质点点联联合起来呈合起来呈现现的运的运动现动现象象C由由于于各各质质点点都都要要参参与与振振动动，所所以以介介质质要要随随波波发发生迁移生迁移D波源停止振波源停止振动时动时，波立即停止，波立即停止传传播播解析：解析：选选AB.机械波的产生条件是有波源和介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传质，由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成机械波，所以选项播而形成机械波，所以选项A和和
14、B正确正确波传播运动形式，传递能量，传递振动信息，波传播运动形式，传递能量，传递振动信息，但介质不随波而发生迁移，它们在各自的平但介质不随波而发生迁移，它们在各自的平衡位置附近做受迫振动衡位置附近做受迫振动C错错波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介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，介质质中向远处传播当波源停止振动时，介质仍继续传播波源振动的运动形式，不会随波仍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，即波不会停止传播源停止振动而停止传播，即波不会停止传播选项选项D错误错误四、关于波的传播与质点的振动四、关于波的传播与质点的振动1由于机械波在
15、传播时，总是由先开始振动由于机械波在传播时，总是由先开始振动的质点带动比它晚振动的质点，介质中不同的质点带动比它晚振动的质点，介质中不同质点的振动步调不一致，这样才形成了凸凹质点的振动步调不一致，这样才形成了凸凹相间或疏密相间的波，并向前传播相间或疏密相间的波，并向前传播2介质中最先振动的质点是波源，所以介质介质中最先振动的质点是波源，所以介质中所有质点在起振时都与波源的起振方向一中所有质点在起振时都与波源的起振方向一致，即波源开始时向哪一方向振动，其他质致，即波源开始时向哪一方向振动，其他质点开始振动时也要向该方向振动点开始振动时也要向该方向振动3如果波源的振动形式在同一种介质中向不如果波源
16、的振动形式在同一种介质中向不同的方向传播，那么沿各个方向传播的波形同的方向传播，那么沿各个方向传播的波形关于波源对称，包括波的形状和关于波源对关于波源对称，包括波的形状和关于波源对称质点的振动方向等，如向水中投入一块小称质点的振动方向等，如向水中投入一块小石子，激起的水波是一组以小石子为圆心的石子，激起的水波是一组以小石子为圆心的同心圆同心圆4利用这种对称性，在处理利用这种对称性，在处理问题时我们可以将部分波形或问题时我们可以将部分波形或某个质点某个质点“移移”到它的对称点进到它的对称点进行分析比较如图行分析比较如图1011，O点为波源，左右波形关于点为波源，左右波形关于O对称，对称，P的振动
17、的振动始终与始终与P相同，如果需要比较相同，如果需要比较P、Q两点振动两点振动情况，我们可以比较情况，我们可以比较P、Q两点的振动情况两点的振动情况特别提醒特别提醒波传播最前沿的质点的振动方向，就是波源波传播最前沿的质点的振动方向，就是波源的起振方向的起振方向图图1011课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一波的形成和传播波的形成和传播例例例例1 1 如如图图1012中中，图图(a)有有一一条条均均匀匀的的绳绳，1、2、3、4是是绳绳上上一一系系列列等等间间隔隔的的点点，现现在在有有一一列列简简谐谐波波沿沿此此绳绳传传播播某某时时刻刻，绳绳上上9、10、11、12四四点点的的位位置置如如图图(b
18、)所所示示(其其他他点点的的运运动动情况未画出情况未画出)，其中，其中12点的位移点的位移为为零，向零，向图图1012【解析解析】题中给定题中给定9、10、11、12各质点某各质点某时刻的位置和运动方向，依此可画出此时刻时刻的位置和运动方向，依此可画出此时刻的波形图并知道这列波向右传播，进而明确的波形图并知道这列波向右传播，进而明确3、4、5、6各质点此时的位置和运动方向各质点此时的位置和运动方向【答案答案】见见解析解析【思思维维升升华华】此此题题考考查查了了对对波的形成波的形成过过程程的理解，如的理解，如质质点的振点的振动动方向和波的方向和波的传传播方向播方向的关系；在波的的关系；在波的传传
19、播方向上不同播方向上不同质质点之点之间间的的位置关系和速度关系等同位置关系和速度关系等同时时理解波理解波动现动现象象并画出下一并画出下一时时刻的波形刻的波形图图也是此也是此题题考考查查的内的内容之一容之一图图1013 关于振动和波动的关系，下列说法中关于振动和波动的关系，下列说法中正确的是正确的是()A振动是波动的成因，波动是振动的传播振动是波动的成因，波动是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波动是振动是单个质点呈现的运动现象，波动是许多质点呈现的运动现象许多质点呈现的运动现象C沿波的传播方向上，各质点在各自的平衡沿波的传播方向上，各质点在各自的平衡位置附近的振动，同时随波迁移位置附近
20、的振动，同时随波迁移D波源停止振动时，波立即停止传播波源停止振动时，波立即停止传播类型二类型二机械波的特点机械波的特点例例例例2 2【解析解析】机械波的产生条件是有波源和介机械波的产生条件是有波源和介质，正是由于介质中的质点依次带动由近及质，正是由于介质中的质点依次带动由近及远传播形成波，远传播形成波，A、B正确沿波的传播方向正确沿波的传播方向上，各质点并不随波迁移而是在各自的平衡上，各质点并不随波迁移而是在各自的平衡位置附近做受迫振动，位置附近做受迫振动，C错误波源一旦将振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
21、然继续传播播；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，而停止传播，即波不会停止传播，D错误错误【答案答案】AB【思维升华思维升华】本题考查对振动和波动的关本题考查对振动和波动的关系的理解，特别是要深刻理解波在传播波源系的理解，特别是要深刻理解波在传播波源的振动形式的同时也传递了波源的能量和信的振动形式的同时也传递了波源的能量和信息，因此即使波源不再振动，在此之前的振息，因此即使波源不再振动，在此之前的振动形式和能量仍会在介质中由近及远地传播动形式和能量仍会在介质中由近及远地传播 如如图图1014
22、所所示示为为一一列列简简谐谐横横波波在在某某一一时时刻刻的的波波形形图图，此此时时刻刻质质点点F的的运运动动方方向向如如图图所示，所示，则则()A该该波向左波向左传传播播B质质点点B和和D的振的振动动方向相同方向相同C质质点点C比比质质点点B先回到平衡位置先回到平衡位置D此此时质时质点点F和和H的加速度相同的加速度相同类型三类型三波的质点振动问题波的质点振动问题例例例例3 3图图1014【解析解析】已知已知F向下振动，其相邻的前边的向下振动，其相邻的前边的质点一定在下边，即可知波的传播方向向左质点一定在下边，即可知波的传播方向向左因此质点因此质点D、E的运动方向也向下，而质点的运动方向也向下，
23、而质点A、B、H的运动方向向上的运动方向向上质点质点F、H相对各自平衡位置的位移相同，由相对各自平衡位置的位移相同，由简谐振动的运动学特征简谐振动的运动学特征akx/m，可知两质，可知两质点的加速度相同点的加速度相同因质点因质点C直接从最大位移处回到平衡位置，即直接从最大位移处回到平衡位置，即tCT/4；而质点；而质点B要先运动到最大位移处，要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故再回到平衡位置，故tBT/4tC，正确选项为，正确选项为A、C、D项项【答案答案】ACD【思维升华思维升华】明确质点间的带动作用是解明确质点间的带动作用是解题的关键题的关键 (2011年年南南通通高高二二检检测测)关
24、关于于横横波波和和纵纵波下列波下列说说法正确的是法正确的是()A对对于于横横波波，质质点点的的振振动动方方向向和和波波的的传传播播方方向有向有时时相同，有相同，有时时相反相反B对对于于纵纵波波质质点点的的振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向一定相同一定相同C形成形成纵纵波的波的质质点，随波一起迁移点，随波一起迁移D空气介空气介质质只能只能传传播播纵纵波波类型四类型四横波与纵波的区别横波与纵波的区别例例例例4 4【解析解析】形成横波的质点振动的方向只能形成横波的质点振动的方向只能与波的传播方向垂直，形成纵波的质点的振与波的传播方向垂直，形成纵波的质点的振动方向总是与波的传播方向平行，有时
25、相同，动方向总是与波的传播方向平行，有时相同，有时相反，故有时相反，故A、B选项都错误；无论是横波选项都错误；无论是横波还是纵波质点都是在平衡位置附近做往复运还是纵波质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波定向移动，故动，不会随波定向移动，故C错误；因为空气错误；因为空气介质只能通过压缩而产生相互作用力，故空介质只能通过压缩而产生相互作用力，故空气中的机械波只能是纵波，气中的机械波只能是纵波，D选项正确选项正确【答案答案】D【思维升华思维升华】大多数的介质既能传播横波，大多数的介质既能传播横波，又能传播纵波，但是气体介质只能传播纵波又能传播纵波，但是气体介质只能传播纵波这是由介质之间相互作用力的特点决定的这是由介质之间相互作用力的特点决定的随堂达标自测随堂达标自测课时活页训练课时活页训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
