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1、
12.1波的形成和傳播
學(xué) 習(xí) 目 標
知 識 脈 絡(luò)
1.理解機械波的形成過程和產(chǎn)生條件.
2.知道機械波的種類——橫波和縱波的概念.
3.明確機械波傳播的特點.(重點)
4.通過對波的認識和理解,逐步提高空間想象能力.
波的形成和傳播
1.波的形成
當(dāng)手握繩端上下振動時,繩端帶動相鄰質(zhì)點,使它也上下振動.這個質(zhì)點又帶動更遠一些的質(zhì)點……繩上的質(zhì)點都很快跟著振動起來,只是后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點遲一些開始振動,這樣在整個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:組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有相互作用,一個質(zhì)點的振動會
2、引起相鄰質(zhì)點的振動.
3.機械波
(1)形成:機械振動在介質(zhì)中傳播,形成機械波.
(2)產(chǎn)生條件
①要有波源.
②要有傳播振動的介質(zhì).
(3)特點
①介質(zhì)中有機械波傳播時,介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,因此說它傳播的只是振動這種運動形式.
②介質(zhì)中本來靜止的質(zhì)點,隨著波的傳來而發(fā)生振動,可見波是傳遞能量的一種方式.
③我們能用語言進行交流,說明波可以傳播信息.
1.質(zhì)點的振動位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波.(×)
2.在繩波的形成和傳播中,所有質(zhì)點同時運動,同時停止運動.(×)
3.在繩波的形成和傳播中,所有質(zhì)點的運動是近似的勻速直線運動.(×)
1.振動和波的關(guān)系是什么?
3、有振動是否一定有機械波?
【提示】 波源和介質(zhì)是形成機械波的必要條件,二者缺一不可,有振動不一定有機械波,有機械波一定有振動.
2.機械波形成后,若波源停止振動,機械波會立即消失嗎?
【提示】 不會.波源停止振動后,機械波傳遞的能量并沒有立即消失,因此機械波不會立即消失.
1.機械波的形成
2.波的特點
(1)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(zhì)點的振幅相同.
(2)周期:各質(zhì)點振動的周期均與波源的振動周期相同.
(3)步調(diào):離波源越遠,質(zhì)點振動越滯后.
(4)立場:各質(zhì)點只在各自的平衡位置振動,并不隨波遷移,且起振方向與振源的起
4、振方向相同.
(5)機械波向前傳播的是振動這種運動形式,同時也傳遞能量和信息.
1.如圖12-1-1是一列沿著繩向右傳播的繩波波形,此時波剛傳到B點,由圖可判斷波源A點開始的振動方向是________.
圖12-1-1
【答案】 向上
將一個小石子投向平靜的湖面中心,會激起一圈圈向外傳播的波紋,如果此時水面上有一片樹葉,那么樹葉運動情況是怎樣的?
【答案】 在原位置上下振動
3.如圖12-1-2所示是某繩波形成過程的示意圖,質(zhì)點1在外力作用下沿直線方向做簡諧運動,帶動2,3,4…各個質(zhì)點依次上下振動,把振動從繩的左端傳到右端.已知t=0時,質(zhì)點1開始向上運動,t=時,1到
5、達最上方,5開始向上運動.問:
圖12-1-2
(1)t=時,質(zhì)點8,12,16的運動狀態(tài)(是否運動、運動方向)如何?
(2)t=時,質(zhì)點8,12,16的運動狀態(tài)如何?
【解析】 各質(zhì)點在各時刻的情況,如圖所示.
甲
(1)由甲圖可知,t=時,質(zhì)點8未到達波峰,正在向上振動,質(zhì)點12,16未振動.(2)由乙圖可知,t=時,質(zhì)點8正在向下振動,質(zhì)點12向上振動,質(zhì)點16未振動.
【答案】 見解析
機械波的形成和傳播特點
(1)機械波的形成過程及特點可以概括為“帶動、重復(fù)、落后”,即前一質(zhì)點“帶動”后一質(zhì)點振動,后一質(zhì)點“重復(fù)”前一質(zhì)點的振動形式,并且后一質(zhì)點的振
6、動“落后”于前一質(zhì)點.
(2)就整個物體來說,呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動,而就構(gòu)成物體的單個質(zhì)點來說,所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動.
(3)要畫另一時刻的波形圖,應(yīng)先確定特殊點的位置,即此時刻在平衡位置或最大位移處的點,如波源1和質(zhì)點5,9,13,這些點的位置確定后,其他點可順勢找出.
橫波和縱波
1.對比
定 義
標識性物理量
實物波形
橫波
質(zhì)點的振動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)點的振動方向和波的傳播方向平行的波
①密部:質(zhì)點分布密集的部分
②疏部:質(zhì)點分布稀疏的部分
2.說明
(1)發(fā)聲體振動時在空氣中
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,如果傳播的振動是簡諧運動,這種波就叫簡諧波.
1.質(zhì)點的振動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,介質(zhì)中的波也會立即停止.(×)
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,試分析哪一種波對地面建筑物的破壞力大.
【提示】 橫波振動方向與波前進方向垂直,而縱波振動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.另外,橫波振幅比縱波大,破壞力大,所以橫波的水平晃動力
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
在波動中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷
在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部
2.振動與波動的聯(lián)系和區(qū)別
振動
波動
運動
現(xiàn)象
振動是單個物體所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運動現(xiàn)象
波動是介質(zhì)中大量的質(zhì)點受到擾動時,從擾動中心傳播開來的周而復(fù)始的運動現(xiàn)象
運動的
成因
物體由于某種原因離開平衡位置,同時受到指向平衡位置的力——回復(fù)力作用
介質(zhì)中的質(zhì)點受到相鄰質(zhì)點的擾動而隨著運動,并由近及遠傳播開去,且各部分都受到指向原位置的力的作
9、用
聯(lián)系
(1)振動是波的起因,波是振動的傳播
(2)有波動一定有振動,有振動不一定有波動
(3)牢記波動的周期等于質(zhì)點振動的周期
4.關(guān)于橫波和縱波,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫做橫波
B.質(zhì)點的振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波
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,下列說法正確的是( )【導(dǎo)學(xué)號:23570040】
A.對于縱波,質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向有時相同,有時相反
B.對于橫波,質(zhì)點的運動方向與波的傳播方向一定垂直
10、C.形成縱波的質(zhì)點隨波一起遷移
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,傳播過程無能量損失,某時刻繩子形成如圖12-1-3所示的凹凸形狀.對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點,下列說法正確的是( )
圖12-1-3
A.它們的振幅相同
B.質(zhì)點D和F的速度方向相同
C.質(zhì)點A和C的速度方向相同
D.從此時算起,質(zhì)點B比C先回到平衡位置
E.從此時算起,質(zhì)點E比F先到達波峰
【答案】 ADE
解答波動問題的兩個關(guān)鍵
(1)波在傳播過程中,質(zhì)點只在其平衡位置附近做簡諧運動,并不隨波遷移.
(2)根據(jù)質(zhì)點做簡諧運動的特點確定質(zhì)點的位置和速度方向.
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