浙江省2018-2019版高中物理 第十二章 機械波 第1課時 波的形成和傳播學案 新人教版選修3-4.doc
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第1課時 波的形成和傳播 [研究選考把握考情] 知識內(nèi)容 波的形成和傳播 考試要求 加試b 教學要求 1.了解橫波、縱波的概念,知道橫波與縱波的區(qū)別 2.知道橫波的波峰和波谷;了解縱波的密部與疏部 3.知道聲波是縱波 4.了解介質(zhì)的概念,知道機械波是機械振動在介質(zhì)中的傳播 5.知道波傳播的是振動形式和能量,波也可以傳播信息 6.理解橫波的形成過程 7.理解波動和振動的聯(lián)系和區(qū)別 說明 不要求研究縱波的形成過程 知識點一 波的形成和傳播 [基 礎(chǔ) 梳 理] 1.波:振動的傳播稱為波動,簡稱波。 2.波的形成 當手握繩端上下振動時,繩端帶動相鄰的質(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……繩子上的質(zhì)點都跟著振動起來,只是后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點遲一些開始振動,繩端這種上下振動的狀態(tài)就沿繩子傳出去了。 3.波的傳播 波傳播的是振動這種運動形式。 [要 點 精 講] 1.各質(zhì)點的振動周期都與波源的振動周期相同。 2.離波源越遠,質(zhì)點的振動越滯后,但各質(zhì)點的起振方向與波源起振方向相同。 3.波傳播的只是振動形式,介質(zhì)中的每個質(zhì)點只在自己平衡位置附近振動,并不隨波遷移。 【例1】 下列關(guān)于機械波的說法中,正確的是( ) A.各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動 B.相鄰質(zhì)點間必有相互作用力 C.前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點的振動,后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點 D.各質(zhì)點隨波的傳播而遷移 解析 振源依靠介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點間的相互作用力使周圍的質(zhì)點依次振動起來,且后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點,選項B、C正確; 質(zhì)點只在它們各自的平衡位置附近做受迫振動,它們振動的頻率均與波源的振動頻率相同,選項A正確;波在傳播過程中各質(zhì)點不隨波遷移,選項D錯誤。 答案 ABC 知識點二 橫波和縱波 [基 礎(chǔ) 梳 理] 1.橫波 (1)定義:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波。 (2)標識性物理量 ①波峰:凸起的最高處。 ②波谷:凹下的最低處。 2.縱波 (1)定義:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波。 (2)標識性物理量 ①密部:質(zhì)點分布最密的位置。 ②疏部:質(zhì)點分布最疏的位置。 [即 學 即 練] 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.聲波可能是橫波 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 聲波不管在哪種介質(zhì)中傳播,都是縱波,因此選項A正確,B錯誤;地震波既有橫波,也有縱波,且二者傳播速度不同,現(xiàn)代地震儀測震源距離就利用了這一點;橫波只能在固體中傳播,故選項C、D正確。 答案 ACD 知識點三 機械波 [基 礎(chǔ) 梳 理] 1.介質(zhì):波借以傳播的物質(zhì)。 2.機械波:機械振動在介質(zhì)中傳播,形成了機械波。 3.介質(zhì)中有機械波傳播時,介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,傳播的只是振動這種形式。 4.波是傳遞能量的一種方式。 5.波不但傳遞能量,而且可以傳遞信息。 [要 點 精 講] 1.振動與波動的區(qū)別 (1)研究對象不同 振動是單個質(zhì)點所表現(xiàn)出的周而復始的運動現(xiàn)象,波動是大量質(zhì)點表現(xiàn)出的周而復始的運動現(xiàn)象。 (2)運動成因不同 振動是質(zhì)點由于某種原因離開平衡位置,同時受到指向平衡位置的力——回復力的作用。波動是由于介質(zhì)中質(zhì)點受到相鄰質(zhì)點的帶動而隨著運動,并將振動形式由近及遠傳播開去,各質(zhì)點間存在相互作用的彈力,各個質(zhì)點都受到回復力作用。 (3)運動性質(zhì)不同 質(zhì)點的振動是變加速運動,在同一介質(zhì)中波動的傳播速度不變。 2.振動與波動的聯(lián)系 (1)振動是波動的起因,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)波動的周期等于質(zhì)點振動的周期,波動和振動都是周期性運動。 【例2】 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 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)點之間相互作用,一個質(zhì)點的振動帶動相鄰質(zhì)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,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;波源一旦將振動傳給了介質(zhì),振動就會在介質(zhì)中向遠處傳播; 當波源停止振動時,介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式,不會隨波源停止振動而停止傳播,即波不會停止傳播,選項D錯誤。 答案 AB 1.在平靜的湖面上漂著一塊小木條,現(xiàn)向湖中央扔一石子,圓形波紋一圈圈的向外傳播,當波傳播到小木條處時,小木條將( ) A.隨波紋漂向湖岸 B.在原來位置不動 C.向波源處漂動 D.在原來位置上下振動 解析 介質(zhì)中有機械波傳播時,介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,介質(zhì)質(zhì)點只在自己的平衡位置附近振動,向外傳播的只是振動形式和能量,生活中,水面上的一些漂浮物會沿波向外移動,是因為外界另外一些因素的干擾,如風的吹動等,故D正確。 答案 D 2.有關(guān)縱波與橫波,下列說法正確的是( ) A.振源上下振動形成的波是橫波 B.振源水平振動形成的波是縱波 C.波沿水平方向傳播質(zhì)點上下振動,這類波是橫波 D.質(zhì)點沿水平方向振動,波沿水平方向傳播,這類波是縱波 解析 不論振源沿水平方向振動,還是豎直方向振動,只要振動方向與波傳播方向垂直,則為橫波;若振動方向與波傳播方向在一條直線上則為縱波。 答案 C 3.下列有關(guān)機械振動和機械波的說法中正確的是( ) A.某物體做機械振動,它周圍的介質(zhì)中就一定產(chǎn)生機械波 B.波源停止振動后,已形成的機械波仍能在介質(zhì)中繼續(xù)傳播 C.機械波傳播的只是機械振動的形式和能量,參與波動的質(zhì)點并不隨波遷移 D.振動是變速的,波動是勻速的 解析 機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波,選項A正確;由于機械波已在介質(zhì)中形成,當波源停止振動,已振動的質(zhì)點又形成新的波源,使機械波仍在介質(zhì)中傳播,選項B正確;由機械波的傳播特點可知,選項C正確;波只有在同種均勻介質(zhì)中才會勻速傳播,選項D錯誤。 答案 ABC 4.如圖1所示是某繩波形成過程的示意圖,1,2,3,4……為繩上的一系列等間距的質(zhì)點,繩處于水平方向。質(zhì)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(zhì)點依次上下振動,把振動從繩的左端傳到右端,t=0時質(zhì)點1開始豎直向上運動,經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點5開始運動。下列判斷正確的是( ) 圖1 A.質(zhì)點6開始振動時的運動方向向下 B.t=時質(zhì)點6的速度方向向下 C.t=時質(zhì)點10的運動方向向上 D.t=T時質(zhì)點16開始運動 解析 介質(zhì)中各質(zhì)點開始振動時的振動方向和波源開始振動時的振動方向相同,A錯誤;經(jīng)過t=質(zhì)點1回到平衡位置,質(zhì)點9開始向上振動,質(zhì)點5振動到正的最大位移處,根據(jù)帶動法可知,質(zhì)點6在平衡位置上方向上振動,即速度的方向向上,B錯誤;t=時質(zhì)點1振動到負的最大位移處,質(zhì)點9振動到正的最大位移處,質(zhì)點13開始振動,5~13 之間的質(zhì)點在平衡位置上方,9~13之間的質(zhì)點振動方向都向上,C正確;t=T時質(zhì)點17開始運動,D錯誤。 答案 C 選擇題(在每小題給出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。) 1.機械波傳播的是( ) A.介質(zhì)中的質(zhì)點 B.質(zhì)點的運動形式 C.能量 D.信息 答案 BCD 2.關(guān)于機械波的說法正確的是( ) A.相鄰的質(zhì)點要相互做功 B.縱波的質(zhì)點可以隨波遷移,而橫波的質(zhì)點不能 C.波源開始時怎樣振動,其他質(zhì)點開始時就怎樣振動 D.波中各質(zhì)點振動頻率是相同的 解析 機械波是由于介質(zhì)中前面的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點,使波源的振動形式與波源的能量向遠處傳播而形成的,前后質(zhì)點間存在相互作用力,因而相互做功,故A正確;波傳播過程中,各質(zhì)點只能在各自的平衡位置附近振動,質(zhì)點不隨波遷移,因此B錯;每個質(zhì)點都是由波源帶動依次振動,每個質(zhì)點都做受迫振動,每個質(zhì)點的頻率都與波源頻率相同,并且都“仿照”波源振動,故C、D正確。 答案 ACD 3.在敲響古剎里的大鐘時,有的同學發(fā)現(xiàn),停止對大鐘的撞擊后,大鐘仍“余音未絕”,分析其原因是( ) A.大鐘的回聲 B.大鐘在繼續(xù)振動,空氣中繼續(xù)形成聲波 C.人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故 D.大鐘雖停止振動,但空氣仍在振動 解析 停止對大鐘的撞擊后,大鐘的振動不會立即停止,振動的能量不會立即消失,大鐘做阻尼振動一段時間,因此還會在空氣中形成聲波,這就是余音未絕的原因,所以選項B正確。 答案 B 4.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 答案 B 5.一列機械橫波某時刻的波形如圖1所示,則關(guān)于質(zhì)點A的受力,下列說法正確的是( ) 圖1 A.如果波向右傳播,則質(zhì)點A受到向上的作用力 B.如果波向右傳播,則質(zhì)點A受到向下的作用力 C.如果波向左傳播,則質(zhì)點A受到向上的作用力 D.如果波向左傳播,則質(zhì)點A受到向下的作用力 解析 無論波向右或向左傳播,回復力始終指向平衡位置,質(zhì)點A的回復力是由相鄰質(zhì)點對A的作用力提供的,故B、D正確。 答案 BD 6.以下對機械波的認識正確的是( ) A.形成機械波一定要有波源和介質(zhì) B.波源做簡諧運動形成的波中,各質(zhì)點的運動情況完全相同 C.橫波向右傳播時,處于波峰的質(zhì)點也向右遷移 D.機械波向右傳播時,右方的質(zhì)點比左方的質(zhì)點早一些振動 解析 波源和介質(zhì)是形成機械波的兩個必不可少的條件,故A正確;簡諧運動形成的波在介質(zhì)中傳播時,介質(zhì)中各質(zhì)點都做簡諧運動,沿波的傳播方向上,后面的質(zhì)點比前面的質(zhì)點總要晚一些開始振動,但質(zhì)點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移,而且各質(zhì)點的振動步調(diào)不一致,故B、C、D均錯。 答案 A 7.關(guān)于機械波和機械振動的下列說法正確的是( ) 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(zhì)點在介質(zhì)中的運動路徑 D.在波的傳播方向上各個質(zhì)點都有相同的振動頻率和振幅 解析 機械振動在介質(zhì)中的傳播即機械波,A錯誤;波的形成有兩個條件,一是要有波源,二是要有介質(zhì),所以,有機械波一定有機械振動,B正確;在波的形成和傳播過程中,各質(zhì)點不隨波遷移,C錯誤;離波源較遠的質(zhì)點靠前面質(zhì)點的帶動,所以頻率、振幅相同,D正確。 答案 BD 8.關(guān)于振動和波的關(guān)系,下列說法正確的是( ) A.如果波源停止振動,已經(jīng)振動的質(zhì)點將繼續(xù)振動,未振動的質(zhì)點則不會振動 B.發(fā)聲體在振動時,一定會產(chǎn)生聲波 C.機械波是質(zhì)點隨波遷移,也是振動能量的傳遞 D.波動的過程是質(zhì)點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程 答案 D 9.如圖2所示為波沿一條固定的繩子向右剛傳播到B點時的波形,由圖可判斷A點剛開始的振動方向是( ) 圖2 A.向左 B.向右 C.向下 D.向上 解析 根據(jù)帶動法可知B點要向上振動,且所有點的起振方向都相同,所以D正確。 答案 D 10.一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播,圖3為此波在某一時刻的波形圖,并且此時振動還只發(fā)生在M、N之間,已知此波的周期為T,Q質(zhì)點速度方向在波形圖中是向下的,下面說法中正確的是( ) 圖3 A.波源是M,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間T B.波源是N,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間 C.波源是N,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間 D.波源是M,由波源起振開始計時,P質(zhì)點已經(jīng)振動時間 解析 由于此時Q質(zhì)點向下振動,且Q質(zhì)點右方鄰近質(zhì)點在Q質(zhì)點下方,則波向左傳播,N是波源.振動從N點傳播到M點,經(jīng)過一個周期,又因從波源N起振開始計時,需經(jīng)T,P質(zhì)點才開始起振,故P質(zhì)點已振動了,選項C正確。 答案 C 11.如圖4所示為一列沿x軸負方向傳播的機械波在某一時刻的波形圖,下列說法中正確的是( ) 圖4 A.該時刻a點和d點處的質(zhì)點位移相同,加速度相反 B.該時刻b點和c點處的質(zhì)點位移相同,速度方向也相同 C.質(zhì)點b比質(zhì)點c先回到平衡位置 D.質(zhì)點a比質(zhì)點d先回到平衡位置 解析 該時刻a點和d點處的質(zhì)點位移相同,加速度方向均指向y軸正向,選項A錯誤;該時刻b點和c點的質(zhì)點位移相同,b點速度方向向上,c點速度方向向下,故質(zhì)點c比質(zhì)點b先回到平衡位置,選項B、C錯誤;質(zhì)點a振動方向向上,質(zhì)點d振動方向向下,故質(zhì)點a比質(zhì)點d先回到平衡位置,選項D正確。 答案 D 12.一列橫波沿繩子向右傳播,某時刻繩子形成如圖5所示的凹凸形狀,對此時繩上A、B、C、D、E、F 6個質(zhì)點,有( ) 圖5 A.它們的振幅相同 B.其中D和F的速度方向相同 C.其中A和C的速度方向相同 D.從此時起,B比C先回到平衡位置 解析 各質(zhì)點先后到達波峰或波谷處,振幅相同,A正確;由于各質(zhì)點都要“尾隨”前邊質(zhì)點振動,在波向右傳播時,質(zhì)點D向上振動,質(zhì)點F向下振動,二者雖然速度大小相同,但方向不同,B錯誤;同理可知A向下運動,C向上運動,二者速度方向相反,C錯誤;從此時起,B和C均向上振動,顯然B先到達波峰,先回到平衡位置,D正確。 答案 AD- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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