《2017-2018學(xué)年高中物理 第十二章 機(jī)械波 第1節(jié) 波的形成和傳播學(xué)案 新人教版選修3-4》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第十二章 機(jī)械波 第1節(jié) 波的形成和傳播學(xué)案 新人教版選修3-4(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
12.1波的形成和傳播
學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
知 識(shí) 脈 絡(luò)
1.理解機(jī)械波的形成過(guò)程和產(chǎn)生條件.
2.知道機(jī)械波的種類(lèi)——橫波和縱波的概念.
3.明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn).(重點(diǎn))
4.通過(guò)對(duì)波的認(rèn)識(shí)和理解,逐步提高空間想象能力.
波的形成和傳播
1.波的形成
當(dāng)手握繩端上下振動(dòng)時(shí),繩端帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn),使它也上下振動(dòng).這個(gè)質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)……繩上的質(zhì)點(diǎn)都很快跟著振動(dòng)起來(lái),只是后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)遲一些開(kāi)始振動(dòng),這樣在整個(gè)繩子上就形成了凸凹相間的波.
2.介質(zhì)
(1)定義:波借以傳播的物質(zhì).
(2)特點(diǎn):組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用,一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)會(huì)
2、引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng).
3.機(jī)械波
(1)形成:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波.
(2)產(chǎn)生條件
①要有波源.
②要有傳播振動(dòng)的介質(zhì).
(3)特點(diǎn)
①介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時(shí),介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,因此說(shuō)它傳播的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式.
②介質(zhì)中本來(lái)靜止的質(zhì)點(diǎn),隨著波的傳來(lái)而發(fā)生振動(dòng),可見(jiàn)波是傳遞能量的一種方式.
③我們能用語(yǔ)言進(jìn)行交流,說(shuō)明波可以傳播信息.
1.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波.(×)
2.在繩波的形成和傳播中,所有質(zhì)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)動(dòng),同時(shí)停止運(yùn)動(dòng).(×)
3.在繩波的形成和傳播中,所有質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是近似的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).(×)
1.振動(dòng)和波的關(guān)系是什么?
3、有振動(dòng)是否一定有機(jī)械波?
【提示】 波源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的必要條件,二者缺一不可,有振動(dòng)不一定有機(jī)械波,有機(jī)械波一定有振動(dòng).
2.機(jī)械波形成后,若波源停止振動(dòng),機(jī)械波會(huì)立即消失嗎?
【提示】 不會(huì).波源停止振動(dòng)后,機(jī)械波傳遞的能量并沒(méi)有立即消失,因此機(jī)械波不會(huì)立即消失.
1.機(jī)械波的形成
2.波的特點(diǎn)
(1)振幅:像繩波這種一維(只在某個(gè)方向上傳播)機(jī)械波,若不計(jì)能量損失,各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同.
(2)周期:各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均與波源的振動(dòng)周期相同.
(3)步調(diào):離波源越遠(yuǎn),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后.
(4)立場(chǎng):各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置振動(dòng),并不隨波遷移,且起振方向與振源的起
4、振方向相同.
(5)機(jī)械波向前傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式,同時(shí)也傳遞能量和信息.
1.如圖12-1-1是一列沿著繩向右傳播的繩波波形,此時(shí)波剛傳到B點(diǎn),由圖可判斷波源A點(diǎn)開(kāi)始的振動(dòng)方向是________.
圖12-1-1
【答案】 向上
將一個(gè)小石子投向平靜的湖面中心,會(huì)激起一圈圈向外傳播的波紋,如果此時(shí)水面上有一片樹(shù)葉,那么樹(shù)葉運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的?
【答案】 在原位置上下振動(dòng)
3.如圖12-1-2所示是某繩波形成過(guò)程的示意圖,質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿直線(xiàn)方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)2,3,4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng),把振動(dòng)從繩的左端傳到右端.已知t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng),t=時(shí),1到
5、達(dá)最上方,5開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng).問(wèn):
圖12-1-2
(1)t=時(shí),質(zhì)點(diǎn)8,12,16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向)如何?
(2)t=時(shí),質(zhì)點(diǎn)8,12,16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何?
【解析】 各質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的情況,如圖所示.
甲
(1)由甲圖可知,t=時(shí),質(zhì)點(diǎn)8未到達(dá)波峰,正在向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)12,16未振動(dòng).(2)由乙圖可知,t=時(shí),質(zhì)點(diǎn)8正在向下振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)12向上振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)16未振動(dòng).
【答案】 見(jiàn)解析
機(jī)械波的形成和傳播特點(diǎn)
(1)機(jī)械波的形成過(guò)程及特點(diǎn)可以概括為“帶動(dòng)、重復(fù)、落后”,即前一質(zhì)點(diǎn)“帶動(dòng)”后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),后一質(zhì)點(diǎn)“重復(fù)”前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式,并且后一質(zhì)點(diǎn)的振
6、動(dòng)“落后”于前一質(zhì)點(diǎn).
(2)就整個(gè)物體來(lái)說(shuō),呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動(dòng),而就構(gòu)成物體的單個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō),所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動(dòng).
(3)要畫(huà)另一時(shí)刻的波形圖,應(yīng)先確定特殊點(diǎn)的位置,即此時(shí)刻在平衡位置或最大位移處的點(diǎn),如波源1和質(zhì)點(diǎn)5,9,13,這些點(diǎn)的位置確定后,其他點(diǎn)可順勢(shì)找出.
橫波和縱波
1.對(duì)比
定 義
標(biāo)識(shí)性物理量
實(shí)物波形
橫波
質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波
①波峰:凸起的最高處
②波谷:凹下的最低處
縱波
質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向平行的波
①密部:質(zhì)點(diǎn)分布密集的部分
②疏部:質(zhì)點(diǎn)分布稀疏的部分
2.說(shuō)明
(1)發(fā)聲體振動(dòng)時(shí)在空氣中
7、產(chǎn)生的聲波是縱波,聲波不僅能在空氣中傳播,也能在固體、液體中傳播.
(2)不管是橫波還是縱波,如果傳播的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),這種波就叫簡(jiǎn)諧波.
1.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波都是橫波.(√)
2.如果波源停止振動(dòng),介質(zhì)中的波也會(huì)立即停止.(×)
3.橫波在固體、液體、氣體中都能傳播,縱波只能在氣體中傳播.(×)
地震波既有橫波也有縱波,試分析哪一種波對(duì)地面建筑物的破壞力大.
【提示】 橫波振動(dòng)方向與波前進(jìn)方向垂直,而縱波振動(dòng)方向與傳播方向一致.在震中區(qū),地震波直接入射地面,橫波表現(xiàn)為左右搖晃.縱波表現(xiàn)為上下跳動(dòng).另外,橫波振幅比縱波大,破壞力大,所以橫波的水平晃動(dòng)力
8、是造成建筑物破壞的主要原因.
1.橫波和縱波的比較
橫波
縱波
介質(zhì)
只能在固體介質(zhì)中傳播
在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播
特征
在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷
在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部
2.振動(dòng)與波動(dòng)的聯(lián)系和區(qū)別
振動(dòng)
波動(dòng)
運(yùn)動(dòng)
現(xiàn)象
振動(dòng)是單個(gè)物體所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
波動(dòng)是介質(zhì)中大量的質(zhì)點(diǎn)受到擾動(dòng)時(shí),從擾動(dòng)中心傳播開(kāi)來(lái)的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
運(yùn)動(dòng)的
成因
物體由于某種原因離開(kāi)平衡位置,同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力作用
介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng),并由近及遠(yuǎn)傳播開(kāi)去,且各部分都受到指向原位置的力的作
9、用
聯(lián)系
(1)振動(dòng)是波的起因,波是振動(dòng)的傳播
(2)有波動(dòng)一定有振動(dòng),有振動(dòng)不一定有波動(dòng)
(3)牢記波動(dòng)的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期
4.關(guān)于橫波和縱波,下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫做橫波
B.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線(xiàn)上的波叫做縱波
C.橫波有波峰和波谷,縱波有密部和疏部
D.地震波是縱波
E.聲波是橫波
【答案】 ABC
5.關(guān)于橫波和縱波,下列說(shuō)法正確的是( )【導(dǎo)學(xué)號(hào):23570040】
A.對(duì)于縱波,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向有時(shí)相同,有時(shí)相反
B.對(duì)于橫波,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向一定垂直
10、C.形成縱波的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移
D.空氣介質(zhì)只能傳播縱波
E.空氣介質(zhì)只能傳播橫波
【答案】 ABD
6.一列橫波沿繩子向右傳播,傳播過(guò)程無(wú)能量損失,某時(shí)刻繩子形成如圖12-1-3所示的凹凸形狀.對(duì)此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個(gè)質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( )
圖12-1-3
A.它們的振幅相同
B.質(zhì)點(diǎn)D和F的速度方向相同
C.質(zhì)點(diǎn)A和C的速度方向相同
D.從此時(shí)算起,質(zhì)點(diǎn)B比C先回到平衡位置
E.從此時(shí)算起,質(zhì)點(diǎn)E比F先到達(dá)波峰
【答案】 ADE
解答波動(dòng)問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵
(1)波在傳播過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)只在其平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),并不隨波遷移.
(2)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)確定質(zhì)點(diǎn)的位置和速度方向.
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