2018-2019高中物理 第十二章 機械波 第1節(jié) 波的圖象課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十二章,機械波,〔情景切入〕波是常見的運動現(xiàn)象，自然界里有各種各樣的波，其中水波、聲波是我們熟悉的。那么，波是怎樣產(chǎn)生的？它有哪些規(guī)律？〔知識導航〕本章在機械振動的基礎(chǔ)上學習波動的基礎(chǔ)知識。波動是振動在介質(zhì)中的傳播而形成的，是自然界中一種普遍的運動形式。本章通過波的形成、波的描述、波的圖象、波的傳播規(guī)律、波的反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象來學習波的基礎(chǔ)知識，了解波的特性，為以后學習打下扎實的基礎(chǔ)。波動是以振動為基礎(chǔ)的一種運動形式，它研究的是波的傳播方向上參與波動的一系列質(zhì)點的運動規(guī)律。因此機械波的形成就構(gòu)成了本章的難點，而形象的描繪機械波傳播的波的圖象是本章的重點。,〔學法指導〕1．機械波的概念比較抽象，機械波的形成過程不易想象，因此要多做一些實驗，通過實驗來理解本章的有關(guān)知識。2．通過對比深化對機械波的認識。由于波動是以振動為基礎(chǔ)的一種運動，所以運用波動與振動對比，波的圖象與振動圖象對比，有助于我們?nèi)胬斫鈾C械波。同時，在學習中應(yīng)注意理解波的形成原理和傳播規(guī)律，對波動圖象分析時，要特別注意波傳播的雙向性和周期性。3．以波的波長、頻率和波速的關(guān)系為基點，以波的圖象為紐帶，學習本章。,4．培養(yǎng)空間想象能力和推理能力，本章知識要求會畫出波的形成圖或根據(jù)波的圖象來描述波的物理量，這就要求我們運用空間想象能力正確畫圖、識圖，再利用推理能力分析圖。5．關(guān)于波的衍射、干涉、多普勒效應(yīng)的學習，要多結(jié)合生活實例，注意理論聯(lián)系實際。,第一節(jié)波的形成和傳播,課前預習,1．波的形成當手握繩端上下振動時，繩端_________相鄰質(zhì)點，使它也上下振動。這個質(zhì)點又_________更遠一些的質(zhì)點……繩子上的質(zhì)點都很快_________起來，只是后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點_________開始振動。2．波的傳播繩端這種上下振動的狀態(tài)沿_________傳播出去，稱為波的傳播。3．介質(zhì)(1)定義：波借以傳播的_________。(2)組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有_________作用，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動。,波的形成與傳播,帶動,帶動,振動,遲一些,繩子,物質(zhì),相互,機械波可分為橫波和縱波兩類，其波形及描述對比如下：,機械波的分類,垂直,最高處,最低處,同一直線上,最密,最疏,1．介質(zhì)(1)定義：波借以_________的物質(zhì)。(2)特點：組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有____________，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動。2．形成機械振動在_________中傳播，形成機械波。,機械波,傳播,相互作用,介質(zhì),3．兩個產(chǎn)生條件(1)要有_________。(2)要有傳播振動的_________。4．傳遞的三個特點(1)介質(zhì)中的機械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，它傳播的只有_________這種運動形式。(2)波是傳遞_________的一種方式。(3)波可以傳遞_________。,振源,介質(zhì),振動,能量,信息,『判一判』(1)在水平方向傳播的波為橫波。()(2)在機械波中各質(zhì)點不隨波的傳播而遷移。()(3)機械波的形成和傳播中，所有質(zhì)點同時運動，同時停止運動。()(4)機械波在傳播過程中，各質(zhì)點振動的周期、起振方向都相同。()(5)縱波指的是質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向垂直的波。()(6)橫波中分密部和疏部，縱波中分波峰和波谷。(),,√,,√,,,『選一選』一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時水面上有一片樹葉(如圖)，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是()A．樹葉慢慢向湖心運動B．樹葉慢慢向湖岸漂去C．在原處上下振動D．沿著波紋做圓周運動解析：由于波在傳播過程中，只傳遞振動能量和波源所發(fā)出的信息，而各質(zhì)點不隨波遷移，只在各自的位置附近做振動，故選C。,C,『想一想』2017年8月8日，四川九寨溝發(fā)生了7級地震，地震波中既有縱波，又有橫波，而且由地殼傳播時縱波速度大于橫波速度。在地震時，當?shù)鼐用窀惺艿恼駝討?yīng)該是怎樣的？答案：當?shù)鼐用袷紫葧械缴舷骂嶔ぃ髞碛謺械皆谒椒较蛏献笥覔u動。解析：由縱波的傳播特點：傳播方向與質(zhì)點的振動方向在同一直線上，并且因為縱波傳播得快，所以居民首先會感到上下顛簸。由橫波的傳播特點：波的傳播方向與振動方向垂直，且傳播的速度較小，所以橫波傳來得晚，因此后來居民又會感到在水平方向上左右搖動。,課內(nèi)探究,藝術(shù)體操也叫韻律體操，是一種藝術(shù)性很強的女子競賽體操項目。19世紀末20世紀初起源于歐洲。藝術(shù)體操表演項目有很多，絲帶舞表演就是其中之一，如圖所示是一幅絲帶舞的表演圖。(1)絲帶上的各點有沒有隨波遷移？(2)運動員的手停止抖動后，絲帶上的波會立即停止嗎？提示：(1)沒有(2)不會解析：(1)波傳播的只是振動形式，介質(zhì)中各質(zhì)點本身并不會隨波遷移。(2)波傳播的是能量，波源停止振動，但能量還會依次向外傳播。,探究一機械波的形成及特點,1．機械波的形成,2．機械波的特點(1)機械波傳播的是振動形式、能量和信息，介質(zhì)中各質(zhì)點本身并不隨波傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動。(2)由于波的形成實際上是從波源開始依次帶動介質(zhì)中的各個質(zhì)點參與振動，所以各個質(zhì)點都在做受迫振動，因此各個質(zhì)點振動的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。(3)在不考慮能量損失時，各質(zhì)點振動的振幅相同，各質(zhì)點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。,(4)機械波傳播的是波源的信息我們用語言進行交流，是利用聲波傳遞信息。(5)機械波是一種“集體運動”波的形成離不開介質(zhì)中大量質(zhì)點的集體振動，個別質(zhì)點形不成波。,特別提醒：(1)有波源和有介質(zhì)是形成機械波的必需條件，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)機械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的各點不隨波向前遷移，只在各自平衡位置附近做往復振動。,解題指導：由于近波源的質(zhì)點對相近質(zhì)點有力的作用，使得遠波源點要重復近波源質(zhì)點的振動；同時參與波動的每個質(zhì)點都在各自的平衡位置兩側(cè)往復運動，其振動具有周期性、對稱性的特點。,解析：由于質(zhì)點間的相互作用，前面的質(zhì)點總是帶動后面的質(zhì)點振動，所以后面的質(zhì)點總是滯后于前面的質(zhì)點。各質(zhì)點在各時刻的運動情況，如圖所示。,〔對點訓練1〕科學探測表明，月球表面無大氣層，也沒有水，更沒有任何生命存在的痕跡。在月球上，兩宇航員面對面講話也無法聽到，這是因為()A．月球太冷，聲音傳播太慢B．月球上沒有空氣，聲音無法傳播C．宇航員不適應(yīng)月球，聲音太輕D．月球上太嘈雜，聲音聽不清楚解析：兩宇航員面對面講話卻無法聽到，說明聲波有振源卻傳播不出去，即缺乏聲波傳播的另一條件：沒有介質(zhì)，故B選項正確。,B,(1)圖甲是繩波，其中質(zhì)點的振動方向與傳播方向是什么關(guān)系？(2)圖乙是聲波，其中質(zhì)點的振動方向與傳播方向是什么關(guān)系？提示：(1)相互垂直(2)在一條直線上解析：(1)繩波是橫波(2)聲波是縱波。,探究二橫波與縱波,橫波與縱波的比較,特別提醒：(1)繩波和聲波分別是典型的橫波和縱波，水波是比較復雜的機械波，不是橫波。(2)在縱波中各質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上，而不是方向相同。,機械波按質(zhì)點振動方向與波傳播方向的關(guān)系可分為橫波和縱波。(1)關(guān)于介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向，下列說法正確的是()A．在橫波中二者方向有時相同B．在橫波中二者方向一定不同C．在縱波中二者方向有時相同D．在縱波中二者方向一定不同(2)如圖所示，若一列橫波在x軸上傳播，a點是波傳播方向上的某一質(zhì)點，則質(zhì)點a的振動方向一定上下振動嗎？,BC,解題指導：深刻理解質(zhì)點振動方向與波的傳播方向的關(guān)系，在橫波中二者“相互垂直”的含義，在縱波中二者“在同一直線上”的含義。解析：(1)在橫波中質(zhì)點振動方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A錯、B對，在縱波中二者方向在同一直線上，既可以相同，也可以相反，故C對、D錯。(2)不一定。因為此波為橫波，可知質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，此波在x軸上傳播，可知質(zhì)點a的振動方向應(yīng)在過a點且垂直于x軸的平面內(nèi)，即質(zhì)點a的振動方向可沿此平面的任意方向，不一定是上下方向的振動。答案：(2)不一定,〔對點訓練2〕(多選)下列關(guān)于橫波與縱波的說法中，正確的是()A．聲波一定是縱波B．水波一定是橫波C．地震波既有橫波，也有縱波D．橫波只能在固體中傳播，縱波既可以在固體中傳播，也可以在液體、氣體中傳播解析：聲波可以在空氣中傳播也可以在液體和固體中傳播，空氣中的聲波一定是縱波，而液體、固體中的聲波既可能是縱波，也可能是橫波，故A錯；水波既不是橫波，也不是縱波，它的運動形式比較復雜，故B錯；地震波既有橫波，也有縱波，故發(fā)生地震時，地面既有上下振動，也有左右運動。C正確；D正確。,CD,素養(yǎng)提升,振動與波動的比較,(多選)(湖北省襄陽市第四中學2017～2018學年高二下學期月考)關(guān)于振動和波的關(guān)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(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象C．波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度D．波源停止振動時，波立即停止傳播,AB,解析：機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)，由于介質(zhì)中的質(zhì)點依次帶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，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變，而質(zhì)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。波源一旦將振動傳播給了介質(zhì)，振動就在介質(zhì)中向遠處傳播，而當波源停止振動時，振動在介質(zhì)中仍然繼續(xù)傳播，不會隨波源停止振動而停止傳播，選項D錯誤。,