寧夏銀川市高中物理 第十二章 機械波 第1節(jié) 波的形成和傳播課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十二章機械波 第1節(jié)波的形成和傳播 聲波 水波 繩波 光波 電磁波 地震波 生活中無處不在的波 學習目標 1 通過實驗演示和分析討論 讓學生認識機械波的形成過程和產生條件 2 了解橫波和縱波的概念及特點 知道二者的區(qū)別 3 理解波動和振動的聯(lián)系和區(qū)別 4 知道波傳播的是振動形式和能量 波可以傳播信息 觀察 波 振動的傳播過程 由波源向外 由近及遠 的傳播過程 前面的質點先振動 一 波的形成和傳播 繩波的形成過程分析 1 繩子可看成由很多微小部分組成 每一部分均可看成 2 無外來擾動前 各個質點排在同一直線上 各質點所在位置稱為各自的 3 外來擾動首先引起繩中某一質點振動 首先振動的質點稱為 質點 平衡位置 波源 一 波的形成和傳播 繩波的形成過程分析 4 各質點之間存在著 波源質點 鄰近質點振動 5 的振動形式由近及遠傳播出去形成 相互作用力 帶動 波源 機械波 結論 波源振動起來時 帶動相鄰的質點振動 這個質點又帶動更遠的質點振動 這樣波源的振動就傳播出去了 形成機械波 如 介質中各個質點是不是同時起振 起振方向與波源起振方向什么關系 波向右傳播 質點是不是也向右遷移 觀察與思考 波的形成和傳播有哪些特點 一 波的形成和傳播 一 波的形成和傳播 1 介質各個質點不是同時起振 離波源近的質點振動的早 2 每個質點開始起振方向均與波源起振方向相同 3 質點只在平衡位置振動 并不隨波遷移 4 波傳播的是振動形式和能量 且能傳遞信息 5 傳播過程中各質點的振動都是受迫振動 驅動力來源于波源 各質點振動頻率都等于波源頻率 帶動性滯后性重復性 質點的振動方向與波的傳播方向垂直 2 橫波的特點 波峰波谷 1 橫波 二 波的分類 橫波也叫凹凸波 質點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上 4 縱波的特點 疏部密部 3 縱波 縱波 二 波的分類 縱波也叫疏密波 波峰 波谷 疏部 密部 聲波是縱波 地震波既有橫波又有縱波 水波既不是橫波也不是縱波 叫做水紋波 其特點較接近橫波 二 波的分類 橫波和縱波的區(qū)別 機械振動在介質中的傳播形成機械波 同時存在波源和介質 1 介質和波源 介質 借以傳播波的物質 波源 介質中最早開始振動的質點 2 機械波 3 機械波的產生條件 三 機械波 有振動不一定存在波 有波一定存在振動 注意 4 傳播特點 機械波向外傳播的是波源的振動形式 介質中各質點不隨波發(fā)生遷移 1 軌跡 各個質點均在自己的平衡位置附近做簡諧振動 2 步調 在波的傳播方向上各質點依次開始振動 滯后性 三 機械波 周期 各質點振動周期都等于波源的振動周期 受迫振動 三 機械波 振幅 各質點振幅相同 不計能量損失 起振 各質點起振方向都相同 同波源起振方向 5 質點振動的特征 6 能量特點 波是傳遞能量的一種方式 波向外傳播的是波源的振動形式 向外傳遞信息和能量 四 機械波與機械振動的區(qū)別和聯(lián)系 1 區(qū)別 1 研究對象不同 振動研究的是單個質點的往復運動 波動研究的是介質中大量質點的某一時刻的集體振動 2 運動性質不同 各質點的振動是變加速運動 而機械波在同種均勻介質中的傳播是勻速直線運動 四 機械波與機械振動的區(qū)別和聯(lián)系 2 聯(lián)系 1 周期性 波動質點周期等于波源質點的振動周期 2 從介質的某一質點來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動 從介質的整體來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動 3 振動是波動的必要條件 但有振動不一定存在波動 4 波動是振動形式 信息 的傳播過程 單個質點所表現(xiàn)出的周期性運動 大量質點共同表現(xiàn)出的周期性運動 質點受到指向平衡位置的回復力作用 介質中相鄰質點間存在相互作用的彈力 振動是波動的起因 波動是振動的傳播 小結 一 機械波 1 機械波 2 產生條件 同時存在波源 振動 和介質 3 機械波的形成過程 二 機械波的分類 1 橫波 質點振動方向與波的傳播方向垂直 2 縱波 質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上 有波峰 波谷 有疏部 密部 機械振動在介質中的傳播 形成機械波 3 聲波是縱波 4 地震波既有橫波又有縱波 小結 三 機械波的傳播特點 1 機械波向外傳播的是振動形式 各質點不隨波發(fā)生遷移 1 波傳播時 各個質點在自己的平衡位置附近往復振動 2 在波的傳播方向上各質點依次開始振動 先振動質點帶動后一質點后一質點重復前一質點振動后一質點滯后于前一質點每一質點的起振方向都相同 2 波是傳播振動形式和能量的一種方式 波是信息的載體 四 波動與振動的比較 1 區(qū)別振動是一個質點的往復運動 而波動是介質中許多質點的集體運動 2 聯(lián)系 1 都是周期性的運動 波動周期等于質點的振動周期 2 從某一質點來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動 從整體來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動 3 振動 波源 是形成波動的必要條件 但有振動不一定存在波動 4 波動是振動形式 能量 信息 的傳播過程 小結 典例分析 例1 日常生活中 發(fā)現(xiàn)皮球掉入池塘里 能否通過往池塘丟入石塊 借助石塊激起的水波把球沖到岸邊 解析 不能 向水中投入石塊 水面受到石塊的撞擊開始振動 形成水波向四周傳去 但是 每個參與振動的水滴只是上下振動并不向外遷移 所以皮球也僅僅是上下振動而不會向岸邊運動 典例分析 例2 如圖是一列向右傳播的橫波在某時刻的情況 在波中標出A B C D E五個質點在此時刻的振動方向 答案 A點振動的方向向下 B點振動的方向向上 C點的振動方向向上 D點的振動方向與B C相同 E點的振動方向向下 1 有關機械波的論述 下列說法正確的是 A 在機械波的形成過程中介質中的質點隨波一起遷移 B 機械波傳播的是機械振動的振動形式 C 介質中的各個質點的周期不同 D 機械波傳播的是振源的振動能量 它是能量傳播的一種方式 鞏固練習 BD 2 有關機械波的論述 下列說法正確的是 A 各質點都在各自的平衡位置附近振動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 后一質點的振動必落后于前一質點D 各質點也隨波的傳播而遷移 鞏固練習 ABC 3 一列橫波沿繩子向右傳播 某時刻繩子形成如圖所示的形狀 對此時繩上A B C D E F六個質點 A 它們的振幅相同B 該時刻質點D和F的速度方向相同C 質點A和C的開始振動的速度方向一定相同D 從此時算起 質點B比C先回到平衡位置E 該時刻質點D的速度方向向右 鞏固練習 ACD 4 關于橫波和縱波 下列說法中正確的是 A 質點作上下振動的波叫縱波B 沿水平方向傳播的波叫橫波C 質點的振動方向與波的傳播方向在同一條線上的波叫縱波D 區(qū)分縱 橫波的依據(jù)是質點振動方向和波傳播方向關系 CD 鞏固練習 鞏固練習 5 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(xiàn)的運動現(xiàn)象 波是許多質點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象C 波的傳播速度就是質點振動的速度D 波源停止振動時 波立即停止傳播 CD 鞏固練習 6 一列橫波在某時刻的波形圖象如圖所示 此時質點F的運動方向向下 則下列說法正確的是 A 波水平向右傳播B 質點H與質點F的運動方向相同C 質點C比質點B先回到平衡位置D 此時刻質點C的加速度為零 典例1 如圖所示 是某繩波形成過程的示意圖 質點1在外力作用下沿垂直直線方向做簡諧運動 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t 0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 1 t 時 質點8 12 16的運動狀態(tài) 是否運動 運動方向 如何 2 t 時 質點8 12 16的運動狀態(tài)如何 解題指導 1 波的形成和傳播過程中 前一質點帶動后一質點振動 后一質點重復前一質點的振動規(guī)律 2 各質點的振動規(guī)律相同 只是振動的先后不同 標準解答 各質點在各時刻的情況 如圖所示 1 由甲圖可知 t 時 質點8未達到波峰 正在向上振動 質點12 16未振動 2 由乙圖可知 t 時 質點8正在向下振動 質點12向上振動 質點16未振動 規(guī)律方法 波動過程中介質中各質點的運動特點波動過程中介質中各質點的振動周期都與波源的振動周期相同 其運動特點可用三句話來描述 即先振動的質點帶動后振動的質點 后振動的質點重復前面質點的振動 后面振動質點的振動狀態(tài)落后于先振動的質點 概括起來就是 帶動 重復 落后 互動探究 t T時 質點8 12 16的運動狀態(tài)如何 解析 由圖可知 t T時 質點8 12正在向下振動 質點16向上振動