高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成多媒体教学课件ppt

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一、波的形成1.波的定义　 　的传播称为波动,简称波。 2.波的形成　　　　　　　　弹力介质中相邻的质点之间有相互作用力,这使得一个质点的运动会影响相邻质点的运动。前面先振动的质点依次带动后面的质点,这样振动的状态就沿介质传播出去。 波上各点均做受迫振动,T相同
三、机械波1.介质绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质,叫作介质。2.机械波机械振动在　　　　中传播,形成了机械波。 3.波的传播特点(1)介质中有机械波传播时,介质本身并　　　　　一起传播。 (2)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。(3)波不但传递　　　　,而且可以传递　　　　。 
情境链接运动会上团体操表演波浪时,可以看出波浪“滚滚向前”,但每个人的位置并没有向前移动。波浪是如何形成的呢?
提示 第1个人做周期性下蹲、起立,依次带动旁边的人重复他的动作,只是后边的一位总比前面的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波浪向前传播。
教材拓展教材P65叙述了“声波(纵波)在空气中的传播原理”,结合这一点,想一想横波能否在空气或水中传播?
提示 不能。假设在空气中取一纵截面,让截面内的某一质点在截面内振动,当质点离开平衡位置时,其相邻的质点无法提供使其回到平衡位置的弹力,故横波不能在空气或水中传播。
易错辨析(1)在绳波的形成和传播中,所有质点同时开始运动,同时停止运动。(　　)(2)如果波源停止振动,介质中的波也会立即停止传播。(　　)(3)物体只要做机械振动,就一定会产生机械波。(　　)(4)机械波传播的是介质中的质点。(　　)(5)横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直。(　　)(6)对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反。(　　)
后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动,前面的质点停止振动后,后面的质点仍振动。
有振动和介质,才会产生机械波。
机械波传播的是振动形式,介质中的质点不随波迁移。
探究点一　机械波的形成及特点
如图所示,把软绳的一端系在墙上,用手抓住绳子的另一端上下振动,可看见沿绳传播的波。绳上的波是怎样形成的呢?
要点提示 当绳的一端在手的作用下振动时,绳上的各点都会受到影响并随之振动起来,于是在绳上形成波。
2.机械波的特点(1)机械波在传播“振动”这种运动形式的同时,也传递能量和信息,介质中各质点本身并不随波的传播而迁移,而是在各自的平衡位置附近振动。(2)由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动,所以各个质点都在做受迫振动,因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。(3)在不考虑能量损失时,各质点振动的振幅相同,各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。方法技巧　机械波在传播时,介质中各质点的振动都是受迫振动。
【例1】 某绳波形成过程的示意图如图所示,质点1在外力作用下沿垂直绳所在直线的方向做简谐运动,带动其余质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。已知t=0时,质点1开始向上运动,t= 时,1到达最上方,5开始向上运动。
(1)t= 时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何?(2)t= 时,质点8、12、16的运动状态如何?
答案 见解析解析 各质点在各时刻的情况,如图所示。
(1)由甲图可知,t= 时,质点8未到达波峰,正在向上运动,质点12、16未运动。(2)由乙图可知,t= 时,质点8正在向下运动,质点12向上运动,质点16未运动。
方法技巧　(1)就整个物体来说,呈现的现象是波动,而就构成物体的单个质点来说,所呈现的现象是振动。(2)要画某一时刻的波形图,应先确定特殊点的位置,即此时刻在平衡位置或最大位移处的点,其他点可顺势找出。
对点演练1.关于振动和波的关系,下列说法正确的是(　　)A.如果波源停止振动,在介质中传播的波也立即停止B.发声体在振动时,一定会产生声波C.波动的过程是介质质点由近及远的迁移过程D.波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程
解析 机械波凭借介质传播,振源停止振动,已经振动的质点,由于惯性还要继续振动一会儿,所以形成的波不会立即停止,故A错误;机械波是机械振动在介质中传播的过程,有机械振动不一定有机械波,还必须有传播振动的介质,故B错误;波在介质中传播,不是介质质点由近及远的传播过程,而是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程,故C错误,D正确。
当地震发生时,地震波在地球内部和地表传播,有时使人感到左右摇晃,有时使人感到上下颠簸。由此可见地震波是什么波?
要点提示 震源往往在地下某个深度的地方,地震发生时,人感到上下颠簸是因为有纵波,感到左右摇晃是因为有横波。所以,地震波既含有纵波成分又含有横波成分。
1.横波和纵波的区别
2.振动与波动的联系和区别
【例2】 下列关于横波、纵波的说法正确的是(　　)A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同,因此横波、纵波不可能沿同一方向传播C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等D.只要存在介质,不管是固体、液体或气体,均可传播横波和纵波
解析 同一波源产生的波中可同时具有横波、纵波,如地震波,故选项A正确;虽然传播这两种波的介质质点振动方向与波传播方向的关系不同,但并不妨碍两者沿同一方向传播,故选项B错误;在同一介质中,横波和纵波传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波传播得快,故选项C错误;横波可以在固体内传播,不可以在液体、气体中传播,而纵波可在固体、液体和气体中传播,故选项D错误。
方法技巧　横波和纵波是机械波的两种类型,是按波的传播方向与质点的振动方向的关系来分类的。
对点演练2.关于横波与纵波,下列说法正确的是(　　)A.质点上下振动形成的波是横波B.质点水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播,质点在竖直方向上下振动,这类波是横波D.质点在水平面内振动,波沿水平方向传播,这类波是纵波
解析 质点的振动方向与传播方向垂直的波叫横波,而质点的振动方向与传播方向在同一直线上的波叫纵波,故选项C正确,选项A、B、D错误。
1.一列横波沿一条长绳传播,当波源突然停止振动时(　　)A.所有质点都立即停止运动B.已经振动的质点继续振动,尚未振动的质点不会振动C.离波源近的质点先停止振动,然后才是远的质点停止振动D.离波源远的质点先停止振动,然后才是近的质点停止振动
解析 当波源突然停止振动时,由于波是质点间相互带动,并且重复,同时后一个质点比前一个质点滞后,所以离波源近的质点先停止振动,然后才是远的质点停止振动,波的形式仍在质点的振动下传播,最终所有质点将会停止振动,但靠近波源先停止振动,远离波源后停止振动,故A、D错误,C正确;已经振动的质点继续振动,尚未振动的质点,将在波的形式传播出去后停止振动,故B错误。
2.(多选)把闹钟放在密闭的玻璃钟罩内,在罩外仍然可以听到闹钟的铃声。但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽出去,就听不到闹钟的铃声,这说明(　 　)A.声波能在空气中传播B.抽去罩内的空气后,闹钟不再运转了C.声波能在固体中传播D.声波不能在真空中传播
3.(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是(　　)A.对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反B.对于横波,质点的运动方向与波的传播方向一定垂直C.形成纵波的质点随波一起迁移D.空气介质只能传播纵波
解析 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波,质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波是纵波,纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同,有时相反,A、B项正确;无论横波还是纵波,质点都不随波迁移,C项错误;横波不能在空气中传播,空气只能传播纵波,D项正确。
4.(多选)“蜻蜓点水”是常见的自然现象,蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜓点水的俯视照片,该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中在同一时刻激起的波纹,其形状如图所示。由图分析可知(　　)A.蜻蜓第一次点水处为A点B.蜻蜓第一次点水处为C点C.蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度D.蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度