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1、1機械波的形成和傳播第二章機械波學習目標1.知道機械波的產生條件，理解機械波的形成過程.2.知道橫波和縱波的概念.3.知道機械波傳播的特點.4.掌握波的傳播方向與質點振動方向的關系.內容索引重點探究啟迪思維 探究重點達標檢測檢測評價 達標過關自主預習預習新知 夯實基礎自主預習一、機械波的形成和傳播一、機械波的形成和傳播1.機械波的形成和傳播(以繩波為例)(1)繩上的各小段可以看做 .(2)由于繩中各部分之間都有相互作用的 聯系著，先運動的質點_后一個質點的運動，依次傳遞，使振動狀態(tài)在繩上傳播.2.介質能夠傳播振動的 .質點彈力帶動物質3.機械波(1)定義機械振動在 中的傳播.(2)傳播的特點波
2、傳播的是 這種形式，而介質的每個質點只在自己的 附近振動，并不隨波遷移.波在傳播“振動”這種運動形式的同時，也在傳遞 ，而且可以傳_.4.波源：引起初始 的裝置.介質振動平衡位置能量遞信息振動二、橫波與縱波二、橫波與縱波1.波的分類按介質中質點的振動方向和波的傳播方向的關系不同，常將波分為_和 .2.橫波(1)定義：介質中質點的振動方向和波的傳播方向 的波.(2)標識性物理量波峰：凸起來的 處.波谷：凹下去的 處.橫波縱波垂直最高最低3.縱波(1)定義：介質中質點的振動方向和波的傳播方向 的波.(2)標識性物理量密部：介質中質點分布 的部分.疏部：介質中質點分布 的部分.4.簡諧波不管橫波還是
3、縱波，如果傳播的振動是 運動，這種波叫做簡諧波.平行密集稀疏簡諧1.判斷下列說法的正誤.(1)質點的振動位置不斷轉換即形成波.()(2)在繩波的形成和傳播中，所有質點同時開始運動，同時停止運動.()(3)物體做機械振動，一定產生機械波.()(4)質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這樣的波一定是橫波.()即學即用即學即用答案2.繩波在某時刻的形狀如圖1所示，若O是波源，則此刻A點受到方向_的作用力；若O是波源，則此刻A點受到方向_的作用力(均填“向上”或“向下”).答案圖1向上向下重點探究一、機械波的形成、傳播及特點導學探究導學探究如圖2所示，手拿繩的一端，上下振動一次，使繩上形成一個凸起狀
4、態(tài)，隨后形成一個凹落狀態(tài)，可以看到，這個凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動.如果在繩子上某處做一紅色標記，觀察這一紅色標記的運動.(1)紅色標記有沒有隨波遷移？答案答案沒有.紅色標記只在豎直方向上下振動.答案圖2答案答案不會.(2)當手停止抖動后，繩上的波會立即停止嗎？知識深化知識深化波的形成、傳播及特點波的形成、傳播及特點(1)機械波的形成與傳播(2)波的特點振幅：像繩波這種一維(只在某個方向上傳播)機械波，若不計能量損失，各質點的振幅相同.周期(頻率)：各質點都在做受迫振動，所以各質點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同.步調：離波源越遠，質點振動越滯后.運動：各質點只
5、在各自的平衡位置附近做往復振動，并不隨波遷移.各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同.實質：機械波向前傳播的是振動這種運動形式，同時也可以傳遞能量和信息.答案答案見解析例例1如圖3所示，是某繩波形成過程的示意圖.質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4、各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端.已知t0時，質點1開始向上運動，t 時，1到達最上方，5開始向上運動.問：答案解析圖3解析解析各質點在各時刻的情況，如圖所示：答案答案見解析答案解析總結提升總結提升波動過程中各質點的運動規(guī)律可用三句話來描述：(1)先振動的質點帶動后振動的質點.(2)后振動的質點重復前面質點的振動
6、.(3)后振動的質點的振動狀態(tài)落后于先振動的質點.概括起來就是“帶動、重復、落后”.針對訓練針對訓練(多選)下列關于機械波的說法中，正確的是A.波傳播過程中，質點也隨著波移動B.相鄰質點間必有相互作用力C.前一質點的振動帶動相鄰的后一質點的振動，后一質點的振動必定落 后于前一質點的振動D.離波源越遠，質點的振動頻率越小答案導學探究導學探究如圖4所示，二、橫波和縱波圖4(1)圖甲是繩波，其中質點的振動方向與波的傳播方向是什么關系？答案答案相互垂直.(2)圖乙是聲波，其中質點的振動方向與波的傳播方向是什么關系？答案答案相互平行.答案知識深化知識深化橫波與縱波的區(qū)別橫波與縱波的區(qū)別(1)質點的振動方
7、向與波的傳播方向的關系不同：橫波中，質點的振動方向與波的傳播方向垂直；縱波中，質點的振動方向與波的傳播方向平行.(2)傳播介質不同：橫波只能在固體介質中傳播；縱波在固體、液體和氣體中均能傳播.(3)特征不同：橫波中交替、間隔出現波峰和波谷；縱波中交替、間隔出現密部和疏部.解析解析根據橫波和縱波的概念，質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波叫做橫波，質點的振動方向與波的傳播方向平行的波叫做縱波，并不是上下振動與水平振動的問題，所以A、B選項錯誤，C選項正確；質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，并不能說明二者方向平行，故D選項錯誤.例例2關于橫波和縱波，下列說法正確的是A.振源上下振動形成的波
8、是橫波B.振源水平振動形成的波是縱波C.波沿水平方向傳播，質點上下振動，這類波是橫波D.質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波答案解析三、振動與波的關系1.區(qū)別區(qū)別(1)研究對象不同振動是單個質點在平衡位置附近的往復運動，是單個質點的“個體行為”；波動是振動在介質中的傳播，是介質中彼此相連的大量質點將波源的振動傳播的“群體行為”.(2)力的來源不同產生振動的回復力，可以由作用在物體上的各種性質的力提供；而引起波動的力，則總是聯系介質中各質點的彈力.2.聯系聯系(1)振動是波動的原因，波動是振動的結果；有波動必然有振動，有振動不一定有波動. (2)波動的性質、頻率和振幅與振源相同.例
9、例3(多選)關于振動和波的關系，下列說法中正確的是A.振動是波的成因，波是振動的傳播B.振動是單個質點呈現的運動現象，波是許多質點聯合起來呈現的運動 現象C.波的傳播速度就是質點振動的速度D.波源停止振動時，波立即停止傳播答案解析解析解析機械波的產生條件是有波源和介質.由于介質中的質點之間存在相互作用，一個質點的振動帶動相鄰質點的振動由近及遠傳播而形成波，所以選項A、B正確；波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，而質點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化，選項C錯誤；波源一旦將振動傳給了介質，振動就會在介質中向遠處傳播，當波源停止振動時，介質仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止
10、振動而立即停止傳播，選項D錯誤.四、由“帶動法”確定質點的振動方向帶動法帶動法原理：先振動的質點帶動鄰近的后振動的質點.方法：在質點P靠近波源一方附近的波形圖上另找一點P，若P在P上方，則P向上運動，若P在P下方，則P向下運動.如圖5所示.圖5A.質點B向右運動B.質點D和質點F的速度方向相同C.質點A和質點C的速度方向相同D.從此時算起，質點B比質點C先回到平衡位置例例4一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖6所示的形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質點的說法正確的是答案解析圖6解析解析波傳播時，離波源遠的質點的振動落后于離波源近的質點的振動，并跟隨著離波源近的質點振動，D跟隨C
11、向上運動，F跟隨E向下運動，同理，A向下運動，C向上運動，由此可知選項B、C錯誤；由于此時B和C都向上運動，所以B比C先到達最大位移處，并先回到平衡位置，選項A錯誤，D正確.達標檢測1.(機械波的形成和傳播機械波的形成和傳播)(多選)如圖7所示為沿水平方向的介質中的部分質點，每相鄰兩質點的距離相等，其中O為波源，設波源的振動周期為T，從波源通過平衡位置豎直向下振動開始計時，經 質點1開始振動，則下列說法中正確的是 A.介質中所有質點的起振方向都是豎直向下的，但圖中質點9起振最晚B.圖中所畫出的質點起振時間都是相同的，起振的位置和起振的方向是 不同的C.圖中質點8的振動完全重復質點7的振動，只是
12、質點8振動時通過平衡 位置或最大位移處的時間總是比質點7通過相同的位置時落后D.只要圖中所有質點都已振動了，質點1與質點9的振動步調就完全一致， 如果質點1發(fā)生的是第100次振動，則質點9發(fā)生的就是第98次振動1234答案解析圖71234解析解析從題圖可知，質點9是圖中距波源最遠的點，盡管與波源起振方向相同，但起振時刻最晚，故A正確，B錯誤；質點7與質點8相比，質點7在質點8的前面，兩質點的振動步調相差 故C正確；質點9比質點1晚2T開始起振，一旦質點9起振后，質點1、9的振動步調就完全一致，故D正確.12342.(橫波和縱波橫波和縱波)有關橫波與縱波，下列說法中正確的是A.對于縱波，質點的振
13、動方向與波的傳播方向一定相同B.對于橫波，質點的振動方向與波的傳播方向垂直C.縱波的質點可以隨波遷移，而橫波的質點不能D.橫波只能在固體中傳播，縱波只能在液體、氣體中傳播答案解析1234解析解析縱波質點的振動方向與波的傳播方向平行，方向并不一定相同，故A選項錯誤；機械波的質點只是在其平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波遷移，無論橫波和縱波都是這樣，故C選項錯誤；橫波只能在固體中傳播，縱波可在固體、液體和氣體中傳播，故D選項錯誤.解析解析機械振動在介質中傳播，形成了機械波，A錯；波的形成有兩個條件，一是要有波源，二是要有介質，所以，有機械波一定有機械振動，B對；在波的形成和傳播過程中，各質點不隨波遷
14、移，C錯；離波源較遠的質點依靠前面質點的帶動，所以頻率、振幅相同，D對.12343.(振動與波的關系振動與波的關系)(多選)關于機械波和機械振動，下列說法中正確的是A.機械振動就是機械波，機械波就是機械振動B.有機械波，則一定有機械振動C.機械波就是質點在介質中的運動路徑D.在波傳播方向上各個質點都有相同的振動頻率和振幅答案解析解析解析由“帶動法”可知此時P點從平衡位置開始向下振動，B正確.12344.(由由“帶動法帶動法”確定質點的振動方向確定質點的振動方向)振源A帶動細繩上各點上下做簡諧運動，t0時刻繩上形成的波形如圖8所示.規(guī)定繩上質點向上運動的方向為x軸的正方向，則P點的振動圖像是答案解析圖8
物理 第二章 機械波 1 機械波的形成和傳播 教科版選修3-4
