高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册波的形成备课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册波的形成备课ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了导入与思考，学习目标，探究思考，波是怎么形成的，知识点1，波的形成，观察绳波的产生和传播，模拟手抖动绳子形成波，深入理解，团体操表现波浪等内容，欢迎下载使用。
水波离开了它产生的地方，而那里的水并不离开，就像风在田野里掀起了麦浪。我们看到，麦浪滚滚地在田野里奔去，但是麦子却仍旧留在原来的地方。
能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程。
通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。
能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。
知道机械波的概念和形成机械波的条件。
在艺术体操的“带”操表演中，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。彩带上的波浪向前传播时，彩带上的每个点也在向前运动吗？
彩带上的波浪翻卷实际是振动在彩带上传播的结果。振动的传播称为波动，简称波（wave）。
如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。连续向上、向下抖动长绳，可以看到一列波产生和传播的情形。
如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记做什么运动？它是否随着波向绳的另一端移动？
仔细观察会发现，绳子上的各点知识在一定位置上下振动，没有向前运动，而振动这种形式却传播出了。
设想:把绳分成很多小段
每一个小段可以看做一个质点
当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又带动更远一些的质点…… 绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。这样依次带动下去，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了，整体上形成了凹凸相间的波形。
绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。波传播的是振动这种形式。
介质各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的运动，步调不一致。
绳上各点的起振方向与振源起振方向相同。
波在传递振动形式的同时，也传递能量和信息。
振源振动停止后波仍向前传播
一组学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪（图）。
例1.（2022·全国·高二课时练习）如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（　　）A．质点6开始振动时的运动方向向下B．t＝时质点6的速度方向向下C．t＝ 时质点10的运动方向向上D．t＝T时质点16开始运动
【答案】C【详解】A．介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，A错误；B．经过t＝T/2 , 质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点5振动到正的最大位移处，根据带动法可知，质点6在平衡位置上方，向上振动，即速度的方向向上，B错误；C．t＝3T/4时,质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点处于“下坡”段，由波形图“下坡上，上坡下”的推论可知，9～13之间的质点振动方向都向上，C正确；D．依题意，t=T时，波刚好传播到质点，质点17开始运动，质点16已经向上振动了T/16，D错误。
1　（2022·全国·高二课时练习）一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶（如图），下列对树叶运动情况的叙述正确的是（　　）A．树叶慢慢向湖心运动B．树叶慢慢向湖岸漂去C．在原处上下振动D．沿着波纹做圆周运动
【答案】C【详解】由于波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的位置附近做振动。故选C。
像前面的演示我们看到的绳子中传播的波。这类波中质点上下振动，波向右传播，二者的方向相互垂直。质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波（transverse wave）。在横波中，凸起的最高处叫作波峰(crest)，凹下的最低处叫作波谷(trugh)。
所有的波都是这样传播吗？还有没有其他的传播形式呢？
实验中观察到，弹簧圈密集的部分和稀疏的部分交替向右传播，在弹簧上形成一种与横波不一样的疏密相间的波。
质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波（lngitudinal wave）。在纵波中，质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。
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就形成声波。声波传入人耳，使鼓膜振动，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。
2.地震波:既有横波又有纵波。
1.声波：声波有横有纵，但大部分是纵波，要看传播的介质。声音在空气传播是纵波，因为声音在传播过程中是空气（介质）发生膨胀和收缩是沿着声波传播方向的。声波在固体中传播可能是横波也可能是纵波。
3.水波:既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。
例2.（2022·全国·高一专题练习）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
【答案】ABD【详解】A B．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平行的波是纵波，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正确；C．无论横波还是纵波，质点都不随波迁移，C错误；D．横波不能靠空气传播，空气只能传播纵波，D正确。故选ABD。
2　（2022·全国·高二课时练习）关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法中正确的是（　　）A．在横波中二者方向有时相同B．在横波中二者方向一定相同C．在纵波中二者方向有时相同D．在纵波中二者方向一定不同
【答案】C【详解】AB．在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故AB错误；CD．在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故C正确，D错误。故选C。
3.产生条件：① 有振源。② 有可传播波的介质。
1.波借以传播的物质，叫作介质（medium），如绳、弹簧、水空气等。
2.机械振动在介质中传播，形成了机械波(mechanical wave)。
原理：振源引起组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
振源（波源）：能够维持振动的传播，不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
2.传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。
②机械波传播的是振动的形式、能量和信息;
③各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移;
⑤各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。
④介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率；
①沿波传播的方向由近及远的传播;
3.波动与振动的区别和联系:
① 区别:振动是一个质点的往复运动; 波动是介质中许多质点的集体运动．
② 联系：a.都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期； b.从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动； c.振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动 ； d.波动是振动形式的传播过程。
例3.（2022·辽宁·铁岭市清河高级中学高一期末）关于机械波的形成与传播，下列说法中错误的是（　　）A．物体做机械振动，不一定产生机械波B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C．参与振动的质点都有相同的频率D．机械波经过的区域质点随波迁移，同时机械波将波源的能量传递出去
【答案】D【详解】A．机械波的形成必须具备两个条件：波源和介质。若只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，A正确；BC．先振动的质点带动与它相邻的后振动的质点，将振动传播开来，所以后振动的质点总是落后先振动的质点，但振动频率相同，B、C正确；D．形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离波源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从波源获得的，D错误。
3　（2022·四川·雅安中学高二阶段练习）以下对机械波的认识正确的是（　　）A．形成机械波一定要有振源和介质B．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移C．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
【答案】A【详解】A．形成机械波一定要有振源和介质，故A正确；B．质点只在平衡位置附近振动，不沿波的传播方向迁移，故B错误；C．振源做简谐运动形成的波中，各质点振动步调不一致，故C错误；D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点晚一些振动，故D错误。故选A。
1.（2022·吉林·高二期末）（多选）一列波由波源向周围扩展开去，由此可知（　　）A．介质中的各个质点由近及远地传播开去B．介质中的各个质点的振动频率随着波的传播而减小C．介质将振动的能量由近及远地传播开去D．介质将振动的形式由近及远地传播开去
【答案】CD【详解】ACD．介质在传播机械波的过程中，只是把振动这种形式和振动的能量向外传播，而介质本身并不迁移，故A错误，CD正确；B．质点的频率只与波源有关，不会随着波的传播而减小，故B错误。故选CD。
2.（2022·全国·高一课时练习）下图为波沿着一条右端固定的绳子传播到B点的波形示意图，由图可判断出A开始振动的方向是（　　）A．向左 B．向右 C．向上 D．向下
【答案】C【详解】由同侧法从图中可知B点将开始向上振动，波的传播过程中各质点的振动是在波源的带动下依次进行的，每个质点开始的振动方向一定和波源的起振方向相同。所以A开始振动的方向向上。C正确，ABD错误。
3.（2022·河北邢台·高二期末）2021年8月14日上午，某地发生7.3级大地震。地震波既有纵波也有横波，若该地区地震时纵波的传播速度大于横波的传播速度，则震源正上方的房屋（　　）A．同时上下振动和左右摇动B．先左右摇动后上下振动C．先上下振动后左右摇动 D．只上下振动
【答案】C【详解】纵波振动方向与传播方向一致，横波振动方向与波的传播方向相互垂直，由于纵波传播得快，地震发生时纵波先到达震源正上方，震源正上方房屋先上下振动后左右摇动。故选C。
4.（2022·全国·高二课时练习）（多选）关于机械波的概念，下列说法正确的是（  ）A．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B．横波和纵波可同时存在于介质中C．机械波传播能量，也传递振动信息D．横波中质点不随波迁移，纵波中质点随波迁移
【答案】BC【详解】A．质点振动的方向也可以平行于波传播的方向，故A错误；B．横波和纵波可同时存在于介质中，故B正确；C．机械波传播能量，也传递振动信息，故C正确；D．横波和纵波中质点均不随波迁移，故D错误。