高中物理 第12章 机械波 1 波的形成和传播课件 新人教版选修3-4.ppt

第十二章 机械波,1 波的形成和传播,填一填,练一练,1.波的形成和传播(见课本第23页) 研究对象绳子每一部分看作质点 平衡位置无外来扰动时质点所在的位置 外因外来的扰动引起绳中的某一质点振动 内因绳中各质点之间存在着相互作用力 过程绳端质点带动周围质点振动,并依次带动邻近质点振动,填一填,练一练,2.横波和纵波(见课本第25页),填一填,练一练,3.机械波(见课本第25页) (1)介质: 定义:波借以传播的物质。 特点:组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动。 (2)形成:机械振动在介质中传播,形成机械波。 (3)两个产生条件: 要有机械振动。 要有传播振动的介质。,填一填,练一练,(4)传递的三个特点: 介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式。 波是传递能量的一种方式。 波可以传递信息。,填一填,练一练,以下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开始振动 解析:振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件,故选项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,沿波的传播方向上,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,故选项B、C、D均错误。 答案:A,探究一,探究二,探究一机械波的形成及特点 问题导引 丝带舞 艺术体操也叫韵律体操,是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目。19世纪末20世纪初起源于欧洲。艺术体操表演项目有很多,丝带舞表演就是其中之一,如图是一幅丝带舞的表演图。这是波在彩带上传播的结果,你知道波是如何形成的吗?,探究一,探究二,探究一,探究二,名师精讲 1.机械波的形成,探究一,探究二,2.机械波的特点 (1)机械波传播的是振动形式、能量和信息,介质中各质点本身并不随波传播而迁移,而是在各自的平衡位置附近振动。 (2)由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动,所以各个质点都在做受迫振动,因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。 (3)在不考虑能量损失时,各质点振动的振幅相同,各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。,探究一,探究二,探究一,探究二,点拨:理解波的形成和传播,介质中的每个质点都是重复振源的运动,只是滞后了。 解析:设绳上所取质点分别为质点1,质点2,质点3,探究一,探究二,答案:如图所示,探究一,探究二,变式训练1 导学号38190037如图所示,沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间距离相等,其中O为波源。设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时,经过 质点1开始起振,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是( ),探究一,探究二,A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点9起振最晚 B.图中所有质点的起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的 C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8振动时,通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后 D.只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,但如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动,探究一,探究二,解析:据波的传播特点知,波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动,所以起振方向相同,都是竖直向下,但从时间上来说,起振依次落后 的时间,所以选项A、C正确,选项B错误;由题意知,质点9比质点1应晚起振两个周期,所以当所有质点都起振后,质点1与质点9步调完全一致,所以选项D正确。 答案:ACD,探究一,探究二,探究一,探究二,探究二横波与纵波 问题导引 地震后的场景如图所示。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?,探究一,探究二,探究一,探究二,名师精讲 横波和纵波的区别,探究一,探究二,探究一,探究二,典例剖析 【例题2】 下面关于横波、纵波的说法中正确的是( ) A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波 B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同,因此横波、纵波不可能沿同一方向传播 C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等 D.只要存在介质,不管是固体、液体或气体,均可传播横波和纵波 点拨:有的介质既可以传播横波,也可以传播纵波,具体是哪一种波,要根据振动方向与波传播方向间的关系判定。,探究一,探究二,解析:同一波源产生的波中可同时具有横波、纵波,如地震波,A正确;虽然传播这两种波的介质质点振动方向与波传播方向的关系不同,但并不妨碍两者沿同一方向传播,B错误;在同一介质中,横波和纵波传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波传播得快,C错误;横波可以在固体内传播,不可以在液体、气体中传播,而纵波可在固体、液体和气体中传播,D错误。 答案:A,探究一,探究二,变式训练2 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:质点的振动方向与传播方向垂直的波叫横波,而质点的振动方向与传播方向在同一直线上的波叫纵波,由定义可知,只有选项C正确。 答案:C,探究一,探究二,变式训练3 关于振动方向和波的传播方向,下列说法中正确的是( ) A.在横波中二者方向有时相同 B.在横波中二者方向一定不同 C.在纵波中二者方向有时相同 D.在纵波中二者方向一定相同 解析:横波中的振动方向与传播方向垂直,故两者一定不同;纵波中振动方向与传播方向在同一直线上,故有时相同,有时相反,故选项B、C正确,A、D错误。 答案:BC,探究一,探究二,1 2 3 4 5,1.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.机械波是质点随波迁移,也是振动能量的传递 解析:机械波的形成必须具备的两个条件:振源和介质。只有物体做机械振动,而其周围没有传播这种振动的介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波,故选项A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前一质点,但振动频率相同,故选项B、C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,离振源远处的质点振动的能量,是通过各质点的传递从振源获得的,故选项D错误。 答案:BC,1 2 3 4 5,2.关于横波和纵波,下列说法中正确的是( ) A.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波 B.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 C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部 D.地震波是横波,声波是纵波 解析:根据横波和纵波的定义可知选项A、B、C正确;声波是一种纵波,但地震波中既有横波,又有纵波,选项D错误。 答案:ABC,1 2 3 4 5,3.关于机械波,下列说法中正确的是( ) 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振动,后一质点的振动必定落后于前一质点 D.各质点也随波的传播而迁移 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。选项A、B、C正确,选项D错误。 答案:ABC,1 2 3 4 5,4.下列关于沿绳传播的一列机械波的正确说法是( ) A.绳波的形成是由于绳上各质点的相互作用 B.绳上各质点都随绳波向前传播 C.当波源突然停止振动时,离波源较近的质点先停止振动 D.当波源突然停止振动时,离波源较远的质点先停止振动 解析:绳波的形成是由于绳上各质点的相互作用,振源处质点的振动依次带动后面质点的振动,A对;绳波在传播过程中,各质点在各自平衡位置附近振动,并不随波迁移,B错;根据波的形成过程以及“由近及远,依次带动”的特点知,当波源突然停止振动时,离波源较近的质点先停止振动,C对,D错。 答案:AC,1 2 3 4 5,5.导学号38190038(选做题)图甲中有一条均匀的绳,1、2、3、4、是绳上一系列等间距的点。现有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻,绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图乙所示(其他点的运动情况未画出),其中点12的位移为零,向上运动,点9的位移达到最大值。试在图丙中画出再经过 周期时的波形。,1 2 3 4 5,解析:从题图乙可以看出,在图乙所示的时刻,该均匀绳上点9达到最大位移时,点12正通过平衡位置向上运动,因而由图乙中点9、10、11、12所在位置点连成的那段曲线代表在该均匀绳上传播的简谐横波在图乙所示时刻的四分之一波形。由这段波形可以画出在该均匀绳上传播的简谐横波在图乙所示时刻的从点0到点12的波形。由图乙中表示的波形和点9、10、11、12四个点的运动方向,可以判断出在均匀绳上传播的简谐横波是向右传播的。由于介质中质点都在各自的平衡位置附近往复运动,所以再经过 周期,点9在平衡位置,而点12到达负的最大位移处。由此可得出点9到点12间的波形。由这段波形也就知道了这一时刻整条绳上的波形。如图丙所示。,1 2 3 4 5,答案:见解析,