高中物理 第12章 機(jī)械波 1 波的形成和傳播課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十二章 機(jī)械波,1 波的形成和傳播,填一填,練一練,1.波的形成和傳播(見(jiàn)課本第23頁(yè)) 研究對(duì)象——繩子每一部分看作質(zhì)點(diǎn) 平衡位置——無(wú)外來(lái)擾動(dòng)時(shí)質(zhì)點(diǎn)所在的位置 外因——外來(lái)的擾動(dòng)引起繩中的某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 內(nèi)因——繩中各質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用力 過(guò)程——繩端質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)周圍質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),并依次帶動(dòng)鄰近質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),,,,,填一填,練一練,2.橫波和縱波(見(jiàn)課本第25頁(yè)),,,,,,,填一填,練一練,3.機(jī)械波(見(jiàn)課本第25頁(yè)) (1)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)引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。 (2)形成:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波。 (3)兩個(gè)產(chǎn)生條件: ①要有機(jī)械振動(dòng)。 ②要有傳播振動(dòng)的介質(zhì)。,,,,,,,填一填,練一練,(4)傳遞的三個(gè)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,它傳播的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式。 ②波是傳遞能量的一種方式。 ③波可以傳遞信息。,,,,填一填,練一練,以下對(duì)機(jī)械波的認(rèn)識(shí)正確的是( ) A.形成機(jī)械波一定要有振源和介質(zhì) B.振源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的波中,各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況完全相同 C.橫波向右傳播時(shí),處于波峰的質(zhì)點(diǎn)也向右遷移 D.機(jī)械波向右傳播時(shí),右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)早一些開(kāi)始振動(dòng) 解析:振源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)必不可少的條件,故選項(xiàng)A正確;簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí),介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),沿波的傳播方向上,后面的質(zhì)點(diǎn)比前面的質(zhì)點(diǎn)總要晚一些開(kāi)始振動(dòng),但質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移,而且各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一致,故選項(xiàng)B、C、D均錯(cuò)誤。 答案:A,,,探究一,探究二,探究一機(jī)械波的形成及特點(diǎn) 問(wèn)題導(dǎo)引 絲帶舞 藝術(shù)體操也叫韻律體操,是一種藝術(shù)性很強(qiáng)的女子競(jìng)賽體操項(xiàng)目。19世紀(jì)末20世紀(jì)初起源于歐洲。藝術(shù)體操表演項(xiàng)目有很多,絲帶舞表演就是其中之一,如圖是一幅絲帶舞的表演圖。這是波在彩帶上傳播的結(jié)果,你知道波是如何形成的嗎?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 1.機(jī)械波的形成,探究一,探究二,2.機(jī)械波的特點(diǎn) (1)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式、能量和信息,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)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(dòng)。 (2)由于波的形成實(shí)際上是從波源開(kāi)始依次帶動(dòng)介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與振動(dòng),所以各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng),因此各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(shí),各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅相同,各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源開(kāi)始振動(dòng)的方向相同。,探究一,探究二,探究一,探究二,點(diǎn)撥:理解波的形成和傳播,介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是重復(fù)振源的運(yùn)動(dòng),只是滯后了。 解析:設(shè)繩上所取質(zhì)點(diǎn)分別為質(zhì)點(diǎn)1,質(zhì)點(diǎn)2,質(zhì)點(diǎn)3……,,探究一,探究二,答案:如圖所示,,探究一,探究二,變式訓(xùn)練1 導(dǎo)學(xué)號(hào)38190037如圖所示,沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn),每相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離相等,其中O為波源。設(shè)波源的振動(dòng)周期為T,自波源通過(guò)平衡位置豎直向下振動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)過(guò) 質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始起振,則下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和介質(zhì)中的波的說(shuō)法中正確的是( ),探究一,探究二,A.介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的,但圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚 B.圖中所有質(zhì)點(diǎn)的起振時(shí)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(zhì)點(diǎn)8的振動(dòng)完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動(dòng),只是質(zhì)點(diǎn)8振動(dòng)時(shí),通過(guò)平衡位置或最大位移的時(shí)間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過(guò)相同位置時(shí)落后 D.只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動(dòng)了,質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)步調(diào)就完全一致,但如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動(dòng),探究一,探究二,解析:據(jù)波的傳播特點(diǎn)知,波傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是重復(fù)波源的振動(dòng),所以起振方向相同,都是豎直向下,但從時(shí)間上來(lái)說(shuō),起振依次落后 的時(shí)間,所以選項(xiàng)A、C正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題意知,質(zhì)點(diǎn)9比質(zhì)點(diǎn)1應(yīng)晚起振兩個(gè)周期,所以當(dāng)所有質(zhì)點(diǎn)都起振后,質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9步調(diào)完全一致,所以選項(xiàng)D正確。 答案:ACD,,探究一,探究二,探究一,探究二,探究二橫波與縱波 問(wèn)題導(dǎo)引 地震后的場(chǎng)景如圖所示。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí),地震波在地球內(nèi)部和地表傳播,有時(shí)使人感到左右搖晃,有時(shí)感到上下顛簸,由此可見(jiàn)地震波是什么波?,探究一,探究二,探究一,探究二,名師精講 橫波和縱波的區(qū)別,探究一,探究二,探究一,探究二,典例剖析 【例題2】 下面關(guān)于橫波、縱波的說(shuō)法中正確的是( ) A.同一波源在同一介質(zhì)中形成的機(jī)械波中可同時(shí)具有橫波和縱波 B.由于橫波、縱波的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系不同,因此橫波、縱波不可能沿同一方向傳播 C.橫波、縱波在同一介質(zhì)中的傳播速度一定相等 D.只要存在介質(zhì),不管是固體、液體或氣體,均可傳播橫波和縱波 點(diǎn)撥:有的介質(zhì)既可以傳播橫波,也可以傳播縱波,具體是哪一種波,要根據(jù)振動(dòng)方向與波傳播方向間的關(guān)系判定。,,探究一,探究二,解析:同一波源產(chǎn)生的波中可同時(shí)具有橫波、縱波,如地震波,A正確;雖然傳播這兩種波的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系不同,但并不妨礙兩者沿同一方向傳播,B錯(cuò)誤;在同一介質(zhì)中,橫波和縱波傳播速度一般不同,如地震波中縱波比橫波傳播得快,C錯(cuò)誤;橫波可以在固體內(nèi)傳播,不可以在液體、氣體中傳播,而縱波可在固體、液體和氣體中傳播,D錯(cuò)誤。 答案:A,,探究一,探究二,變式訓(xùn)練2 關(guān)于橫波與縱波,下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)形成的波是橫波 B.質(zhì)點(diǎn)水平振動(dòng)形成的波是縱波 C.波沿水平方向傳播,質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上下振動(dòng),這類波是橫波 D.質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)振動(dòng),波沿水平方向傳播,這類波是縱波 解析:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向垂直的波叫橫波,而質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向在同一直線上的波叫縱波,由定義可知,只有選項(xiàng)C正確。 答案:C,,,探究一,探究二,變式訓(xùn)練3 關(guān)于振動(dòng)方向和波的傳播方向,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.在橫波中二者方向有時(shí)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(shí)相同 D.在縱波中二者方向一定相同 解析:橫波中的振動(dòng)方向與傳播方向垂直,故兩者一定不同;縱波中振動(dòng)方向與傳播方向在同一直線上,故有時(shí)相同,有時(shí)相反,故選項(xiàng)B、C正確,A、D錯(cuò)誤。 答案:BC,,,探究一,探究二,1 2 3 4 5,,,,,,1.關(guān)于機(jī)械波的形成,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.物體做機(jī)械振動(dòng),一定產(chǎn)生機(jī)械波 B.后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng),只是時(shí)間落后一步 C.參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都有相同的頻率 D.機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)隨波遷移,也是振動(dòng)能量的傳遞 解析:機(jī)械波的形成必須具備的兩個(gè)條件:振源和介質(zhì)。只有物體做機(jī)械振動(dòng),而其周圍沒(méi)有傳播這種振動(dòng)的介質(zhì),遠(yuǎn)處的質(zhì)點(diǎn)不可能振動(dòng)起來(lái)形成機(jī)械波,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;任何一個(gè)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都是一個(gè)波源,帶動(dòng)它周圍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),將振動(dòng)傳播開(kāi)來(lái),所以后一質(zhì)點(diǎn)總是落后前一質(zhì)點(diǎn),但振動(dòng)頻率相同,故選項(xiàng)B、C正確;形成機(jī)械波的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng),并沒(méi)有隨波遷移,離振源遠(yuǎn)處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量,是通過(guò)各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從振源獲得的,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:BC,,,1 2 3 4 5,,,,,,2.關(guān)于橫波和縱波,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波 B.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波 C.橫波有波峰和波谷,縱波有密部和疏部 D.地震波是橫波,聲波是縱波 解析:根據(jù)橫波和縱波的定義可知選項(xiàng)A、B、C正確;聲波是一種縱波,但地震波中既有橫波,又有縱波,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:ABC,,,1 2 3 4 5,,,,,,3.關(guān)于機(jī)械波,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng) B.相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力 C.前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn) D.各質(zhì)點(diǎn)也隨波的傳播而遷移 解析:振源的振動(dòng)使其周圍質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng),之所以能依次振動(dòng)下去,就是依靠了相鄰質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力;沿波的傳播方向,后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必滯后于前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng);質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng),并不隨波遷移。選項(xiàng)A、B、C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案:ABC,,,1 2 3 4 5,,,,,,4.下列關(guān)于沿繩傳播的一列機(jī)械波的正確說(shuō)法是( ) A.繩波的形成是由于繩上各質(zhì)點(diǎn)的相互作用 B.繩上各質(zhì)點(diǎn)都隨繩波向前傳播 C.當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí),離波源較近的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng) D.當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí),離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng) 解析:繩波的形成是由于繩上各質(zhì)點(diǎn)的相互作用,振源處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)依次帶動(dòng)后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),A對(duì);繩波在傳播過(guò)程中,各質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置附近振動(dòng),并不隨波遷移,B錯(cuò);根據(jù)波的形成過(guò)程以及“由近及遠(yuǎn),依次帶動(dòng)”的特點(diǎn)知,當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí),離波源較近的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng),C對(duì),D錯(cuò)。 答案:AC,,,1 2 3 4 5,,,,,,5.導(dǎo)學(xué)號(hào)38190038(選做題)圖甲中有一條均勻的繩,1、2、3、4、…是繩上一系列等間距的點(diǎn)。現(xiàn)有一列簡(jiǎn)諧橫波沿此繩傳播。某時(shí)刻,繩上9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向如圖乙所示(其他點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況未畫出),其中點(diǎn)12的位移為零,向上運(yùn)動(dòng),點(diǎn)9的位移達(dá)到最大值。試在圖丙中畫出再經(jīng)過(guò) 周期時(shí)的波形。,1 2 3 4 5,,,,,,解析:從題圖乙可以看出,在圖乙所示的時(shí)刻,該均勻繩上點(diǎn)9達(dá)到最大位移時(shí),點(diǎn)12正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng),因而由圖乙中點(diǎn)9、10、11、12所在位置點(diǎn)連成的那段曲線代表在該均勻繩上傳播的簡(jiǎn)諧橫波在圖乙所示時(shí)刻的四分之一波形。由這段波形可以畫出在該均勻繩上傳播的簡(jiǎn)諧橫波在圖乙所示時(shí)刻的從點(diǎn)0到點(diǎn)12的波形。由圖乙中表示的波形和點(diǎn)9、10、11、12四個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,可以判斷出在均勻繩上傳播的簡(jiǎn)諧橫波是向右傳播的。由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng),所以再經(jīng)過(guò) 周期,點(diǎn)9在平衡位置,而點(diǎn)12到達(dá)負(fù)的最大位移處。由此可得出點(diǎn)9到點(diǎn)12間的波形。由這段波形也就知道了這一時(shí)刻整條繩上的波形。如圖丙所示。,1 2 3 4 5,,,,,,答案:見(jiàn)解析,,