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2022-2023年鲁科版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波第1节波的形成和描述课件(4)
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波的形成和描述二、（2）纵波的形成和传播（以弹簧波为例） 将一根长而软的弹簧水平放在光滑平面上，沿着弹簧轴线的方向不断推、拉弹簧，于是就产生了弹簧圈密集的部分和弹簧圈稀疏的部分。这样的密集部分和稀疏部分向右传播，在弹簧上就形成了一列波。二、（2）纵波的形成和传播（以弹簧波为例） 我们把一系列弹簧圈看成一系列质点，相邻质点之间有相互作用的弹力。手执弹簧一端左右振动起来以后，前面的质点依次带动后面的质点左右振动，但后一个质点总是比相邻的前一个质点迟一些开始振动，也就是说，后一个质点振动的相位总比前一个质点落后一些。这样，弹簧一端左右振动的状态就沿弹簧传播开来。从整体上看，就是疏密相间的波在弹簧上传播。二、（2）纵波的特点① 纵波 在上面的动画演示中，质点左右振动，波向右传播，二者的方向在同 一条直线上。象这样质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。 在纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最疏的位置叫做疏部。 ② 声波 发声体振动时在空气中产生的声波是纵波。例如 振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩邻近的空气，使这 部分空气变密；叉股向另一侧振动时，又使这部分空气变得稀 疏。这种疏密相间的状态向外传播，形成声波。（如图所示） 声波传入人耳，使骨膜振动，就引起声音的感觉。声波不仅能 在空气中传播，也能在液体、固体中传播。可以暂停记笔记二、（3）横波和纵波的对比可以暂停记笔记三、机械波 1. 机械波的定义 绳上和弹簧上的波是在绳和弹簧上传播的，水波是在水面传播的，声波通常是在 空气中传播的。绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫做介质。 组成介质的相邻质点之间有相互作用力，一个质点的振动会引起相邻质点的振动， 机械振动在介质中传播，形成了机械波。 （1） 振源： 在外力的作用下，最先开始振动的质点，叫做振源（也叫波源）。 （2） 介质： 机械波借以传播的物质，叫做介质。 （3） 机械波产生的条件：（1）机械振动 （2）介质 可以暂停记笔记三、机械波(1) 介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播。例如绳上或弹簧上 有波传播时，它们的质点发生振动，但质点并不随波迁移，传播的只是振 动这种运动形式。(2) 介质中本来静止的质点，随着波的传来而发生振动，这表示它获得了能量。 这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的，所以波在传播“振动”这种 运动形式的同时，也将波源的能量传递出去。波是传递能量的一种方式。(3) 波不但传递能量，而且可以传递信息。我们用语言进行交流，是利用声波传 递信息。广播、电视利用无线电波传递信息。光缆利用光波传递信息。可以暂停记笔记2. 机械波的传播四、机械波的特点1. 机械波形成的条件：机械振动和介质同时具备，缺一不可。2. 机械波的形成：沿着波的传播方向，靠近振源的质点叫前面的质点，远离振 源的质点叫后面的质点。在一列波中，后一个质点总是重复并且落后于前一 个质点的振动。3. 各个质点的起振方向都与振源的起振方向相同。4. 波中的每一个质点只在平衡位置两侧振动，并不随波迁移。5. 对于横波，沿着波的传播方向看，上坡的质点向下振动，下坡的质点向上振 动。可以总结为 “沿着传播方向看，上坡向下、下坡向上”。6. 波向外传播的是振动形式、能量、信息。7. 振源停止振动，已经形成的波形会继续向前传播。可以暂停记笔记四、机械波的特点（思维拓展）可以暂停记笔记 当地震发生时，地面会发生竖直方向的振动，也会在水平方向晃动，你能从波的角度解释这个现象吗？答案：地震波既有纵波又有横波。纵波使地面上下振动，横波使地面水平晃动。典型例题 例1. (横波和纵波) (多选) 下列关于横波与纵波的说法中，正确的是 A. 声波一定是纵波 B. 水波一定是横波 C. 地震波既有横波，也有纵波 D. 横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播解析 声波可以在空气中传播也可以在液体和固体中传播，空气中的声波一定是纵波，而固体中的声波既可能是纵波，也可能是横波，故A错误；水波既不是横波，也不是纵波，它的形式比较复杂，故B错误；地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右运动，C、D正确。答案 CD典型例题例2. (由质点振动方向确定波的传播方向) 一列简谐横波沿x 轴传播， 某时刻的波形如图所示，已知此时质点F 的运动方向向y 轴负方向， 则 A. 此波向x 轴正方向传播 B. 质点C 此时向y 轴负方向运动 C. 质点C 将比质点B 先回到平衡位置 D. 质点E 的振幅为零答案 C典型例题例3. (多选) 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形 状，对此时绳上 A、B、C、D、E、F 六个质点说法正确的是 A. 它们的振幅相同 B. 质点D 和质点F 的速度方向相同 C. 质点A 和质点C 的速度方向相同 D. 从此时算起，质点B 比质点C 先回到平衡位置 答案 AD
波的形成和描述二、（2）纵波的形成和传播（以弹簧波为例） 将一根长而软的弹簧水平放在光滑平面上，沿着弹簧轴线的方向不断推、拉弹簧，于是就产生了弹簧圈密集的部分和弹簧圈稀疏的部分。这样的密集部分和稀疏部分向右传播，在弹簧上就形成了一列波。二、（2）纵波的形成和传播（以弹簧波为例） 我们把一系列弹簧圈看成一系列质点，相邻质点之间有相互作用的弹力。手执弹簧一端左右振动起来以后，前面的质点依次带动后面的质点左右振动，但后一个质点总是比相邻的前一个质点迟一些开始振动，也就是说，后一个质点振动的相位总比前一个质点落后一些。这样，弹簧一端左右振动的状态就沿弹簧传播开来。从整体上看，就是疏密相间的波在弹簧上传播。二、（2）纵波的特点① 纵波 在上面的动画演示中，质点左右振动，波向右传播，二者的方向在同 一条直线上。象这样质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。 在纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最疏的位置叫做疏部。 ② 声波 发声体振动时在空气中产生的声波是纵波。例如 振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩邻近的空气，使这 部分空气变密；叉股向另一侧振动时，又使这部分空气变得稀 疏。这种疏密相间的状态向外传播，形成声波。（如图所示） 声波传入人耳，使骨膜振动，就引起声音的感觉。声波不仅能 在空气中传播，也能在液体、固体中传播。可以暂停记笔记二、（3）横波和纵波的对比可以暂停记笔记三、机械波 1. 机械波的定义 绳上和弹簧上的波是在绳和弹簧上传播的，水波是在水面传播的，声波通常是在 空气中传播的。绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫做介质。 组成介质的相邻质点之间有相互作用力，一个质点的振动会引起相邻质点的振动， 机械振动在介质中传播，形成了机械波。 （1） 振源： 在外力的作用下，最先开始振动的质点，叫做振源（也叫波源）。 （2） 介质： 机械波借以传播的物质，叫做介质。 （3） 机械波产生的条件：（1）机械振动 （2）介质 可以暂停记笔记三、机械波(1) 介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播。例如绳上或弹簧上 有波传播时，它们的质点发生振动，但质点并不随波迁移，传播的只是振 动这种运动形式。(2) 介质中本来静止的质点，随着波的传来而发生振动，这表示它获得了能量。 这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的，所以波在传播“振动”这种 运动形式的同时，也将波源的能量传递出去。波是传递能量的一种方式。(3) 波不但传递能量，而且可以传递信息。我们用语言进行交流，是利用声波传 递信息。广播、电视利用无线电波传递信息。光缆利用光波传递信息。可以暂停记笔记2. 机械波的传播四、机械波的特点1. 机械波形成的条件：机械振动和介质同时具备，缺一不可。2. 机械波的形成：沿着波的传播方向，靠近振源的质点叫前面的质点，远离振 源的质点叫后面的质点。在一列波中，后一个质点总是重复并且落后于前一 个质点的振动。3. 各个质点的起振方向都与振源的起振方向相同。4. 波中的每一个质点只在平衡位置两侧振动，并不随波迁移。5. 对于横波，沿着波的传播方向看，上坡的质点向下振动，下坡的质点向上振 动。可以总结为 “沿着传播方向看，上坡向下、下坡向上”。6. 波向外传播的是振动形式、能量、信息。7. 振源停止振动，已经形成的波形会继续向前传播。可以暂停记笔记四、机械波的特点（思维拓展）可以暂停记笔记 当地震发生时，地面会发生竖直方向的振动，也会在水平方向晃动，你能从波的角度解释这个现象吗？答案：地震波既有纵波又有横波。纵波使地面上下振动，横波使地面水平晃动。典型例题 例1. (横波和纵波) (多选) 下列关于横波与纵波的说法中，正确的是 A. 声波一定是纵波 B. 水波一定是横波 C. 地震波既有横波，也有纵波 D. 横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播解析 声波可以在空气中传播也可以在液体和固体中传播，空气中的声波一定是纵波，而固体中的声波既可能是纵波，也可能是横波，故A错误；水波既不是横波，也不是纵波，它的形式比较复杂，故B错误；地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右运动，C、D正确。答案 CD典型例题例2. (由质点振动方向确定波的传播方向) 一列简谐横波沿x 轴传播， 某时刻的波形如图所示，已知此时质点F 的运动方向向y 轴负方向， 则 A. 此波向x 轴正方向传播 B. 质点C 此时向y 轴负方向运动 C. 质点C 将比质点B 先回到平衡位置 D. 质点E 的振幅为零答案 C典型例题例3. (多选) 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形 状，对此时绳上 A、B、C、D、E、F 六个质点说法正确的是 A. 它们的振幅相同 B. 质点D 和质点F 的速度方向相同 C. 质点A 和质点C 的速度方向相同 D. 从此时算起，质点B 比质点C 先回到平衡位置 答案 AD
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