高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册机械波的形成和传播课堂教学ppt课件

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册机械波的形成和传播课堂教学ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了新知课丨必备知识解读，学思用·典例详解，知识点2横波与纵波，解题课丨关键能力构建，考试课丨核心素养聚焦，A基础练丨知识测评，B综合练丨选考通关等内容，欢迎下载使用。
知识点1 机械波的形成和传播
1 观察绳波的形成
①如图（a）、（b）所示，手向左抖动一次和向右抖动一次，并立即复原.
②如图（c）所示，手连续左右抖动，大致画出某一时刻软绳的形状.
（2）观察现象 当手向左抖动一次时，一个向左凸起的形状沿绳向另一端传去；当手向右抖动一次时，一个向右凸起的形状沿绳向另一端传去；当手左右连续抖动时，凹凸相间的形状沿绳向另一端传去.
（3）绳波的形成过程 如图3-1-2所示，绳上的各小段可以看作质点，分别标为1、2、3、….由于绳的各部分之间都有相互作用的弹力联系着，当手抖动绳的一端，紧靠这一端的质点1向上运动时，它就会带动质点2向上运动，质点2又带动质点3，依次传递下去.当手向下拉动质点1回到原来位置时，它也要带动质点2回来，此后质点3、4也将被依次带动回到各自原来的位置.每一个质点都在重复绳端的振动，后一个质点的运动状态总是滞后于前一个质
点的运动状态.结果手抖动引起的振动就不限于绳的这一端，而是沿绳向另一端传去，振动状态在绳上的传播就形成了波.
2 形成机械波的条件 （1）机械波的相关概念 ①介质：绳、水、空气等能够传播振动的物质. ②机械波：机械振动在介质中的传播就形成了机械波. ③波源：产生初始振动的部分通常叫作波源. （2）形成条件 波源和介质是形成机械波的条件.（机械波不能在真空中传播.）
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特别提醒机械波的形成与传播 1.有波源和有介质是形成机械波的必要条件,二者缺一不可,有振动不一定有机械波,有机械波一定有振动. 2.机械波的传播必须有介质的参与,因为要靠介质中质点间的相互作用带动相邻质点运动,向外传递振动和能量,形成波.
3 机械波的形成与传播 （1）机械波的形成
（2）机械波的传播 ①机械波传播的是波源的振动形式.（介质中质点没有“随波逐流”.） ②机械波传播的是波源提供的能量. ③机械波传播的是波源的信息. ④机械波是一种“集体运动”，波的形成离不开介质中大量质点的集体振动，个别质点的振动不能形成波.
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特别提醒关于波的传播的两点提醒 1.机械波在介质中传播时，介质中的各点不随波向前迁移，只在各自的平衡位置附近做往复运动. 2.波的传播可以脱离波源的振动而独立存在，也就是说，机械波一旦形成，振动形式和能量就会向外传播，即使波源的振动停止，波也不会立即停止传播.
【答案】如图3-1-4所示
例1-2 （多选）关于机械波的形成和传播,下列说法正确的是( )
A.机械波只能在介质中传播,波源周围如果没有介质,就不能形成机械波B.离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得迟一些C.离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些D.一旦波源振动起来,介质中的各个质点也就立刻振动起来
【解析】机械波形成的条件是有波源和介质,两者缺少一个就不能形成机械波;机械波的形成可表述为离波源近的质点带动离波源远的质点振动,故离波源近的质点振动得早一些.故A、C正确.
1.下列说法正确的是( )
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动,其平衡位置可能会随波的传播而迁移B.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点的振动C.波的传播过程就是介质中质点的迁移过程D.波的传播方向就是质点振动的方向
【解析】波传播过程中，各质点在平衡位置附近做往复运动,不会随波迁移，平衡位置也不会随波迁移,故A、C错误.靠近波源的质点先振动,通过相互作用力带动相邻的质点振动,B正确.波的传播方向与质点振动的方向是两个不同的概念，两者不能等同，D错误.
为什么机械波在传播过程中，介质中各质点的振动频率与波源振动的频率相同?
【提示 机械波在传播过程中，介质中各质点在前面质点的弹力作用下做受迫振动，而物体做受迫振动的频率等于驱动力频率,所以介质中各质点的振动频率与波源振动的频率相同.】
按介质中质点的振动方向和波的传播方向关系的不同，常将波分为横波（介质能传播纵波的必要条件是介质内各质点间存在着纵向的作用力.）和纵波.（介质能传播横波的必要条件是介质内各质点间存在着横向的作用力.）
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深度理解 对横波介质的进一步理解 介质能传播横波的必要条件是介质内各质点间存在着横向的作用力.气体和液体内部，各质点间没有这种横向作用力，因此横波一般只能在固体介质中传播.但由于表面张力的作用，液体的表面也可以传播横波.
当地震发生时，地面会产生前后和左右的晃动，也会产生竖直方向的振动，你能从波的角度解释这个现象吗？
【提示 地震时岩层破裂产生的强烈振动以波的形式从震源向各个方向传播，形成地震波.地震波中既有纵波又有横波，纵波在地壳中的传播速度大于横波，最先到达震中.】
例2-3 区分横波和纵波的依据是( )
A.质点沿水平方向还是沿竖直方向振动B.波沿水平方向还是沿竖直方向传播C.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是相互平行D.波传播距离的远近
【解析】横波与纵波分类的依据是质点振动方向和波传播方向的关系,若两者互相垂直,为横波,若两者相互平行,为纵波,故答案为C.
知识点3 振动和机械波的联系与区别
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特别提醒 质点的振动速度是随时间周期性改变的,而机械波在同种均匀介质中的传播速度是不变的.
例3-4 （多选）关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
A.振动是波形成的原因,波是振动的传播形式B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合呈现的运动现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.波源停止振动时,波立即停止传播
【解析】机械波的产生条件是有波源和介质，波源开始振动后,介质中的质点依次被带动起来,振动形式由近及远传播而形成波,选项A、B正确;波的传播速度是波由波源向外延伸的速度,在均匀介质中其速度大小不变,而质点振动的速度大小和方向都随时间周期性地发生变化,选项C错误;当波源停止振动时,介质仍然继续传播波源振动的形式,不会立即停止,选项D错误.
题型1 机械波的形成与传播规律的应用
例5 （2025·四川省泸定中学期中）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.“一石激起千层浪”，把小石子扔向平静的湖面，能激起无穷无尽的连续水波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】
2.［链接教材第68页“发展空间”］一组学生在玩“人浪”游戏.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”，呈现类似波浪的效果.则( )
A.“人浪”是纵波B.学生“下蹲、起立”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快C.当“人浪”向右传播时，学生随“人浪”向右移动D.“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式
题型2 利用“ 带动看齐法”分析质点的振动方向
【解析】
质点振动方向的判断方法——带动看齐法在波的传播中,靠近波源的质点带动后面的质点运动,离波源远的质点追随离波源近的质点.用“带动看齐”的思路可分析各个质点的振动方向.
考向 考查机械波的传播特点
本题以软绳形成的简谐波为素材创设学习探索问题情境，主要考查机械波、简谐运动规律等知识，体现了高考对物理观念的考查.
快抖动，波的频率增大，波速______（选填“增大”“减小”或“不变”）.
波速是由介质决定的，与频率无关，波的频率增大，而波速仍保持不变.
习题课丨学业质量测评
1.下列关于机械波的说法正确的是( )
A.质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波叫作横波B.机械波能在真空中传播C.波在传播振动这种运动形式的同时，也可将信息传播出去D.波传播的过程就是介质中的质点随波迁移的过程
【解析】质点的振动方向与波的传播方向相互平行的波叫作纵波，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫作横波，故A错误；机械波不能在真空中传播，故B错误；波在介质中传播，不仅传播振动形式，而且能将能量和信息传播出去，故C正确；介质中的质点只是在各自的平衡位置附近做周期性振动，并不随波迁移，故D错误.
2.（多选）机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波.关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是( )
A.在横波中二者方向有时相同B.在横波中二者方向一定不同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
【解析】在横波中质点的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A错误，B正确；在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相互平行，既可以相同，也可以相反，故C正确，D错误.
A. B. C. D.
5.新学习探索情境如图所示，把绳的一端固定在墙上，用手握住另一端连续地上下振动，在绳上形成由近及远传播的波，可以看到套在绳上的光滑小圆环______随波前进.可见，波传递的是__________和能量.
【解析】机械波传播过程中，质点只会在平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，所以光滑小圆环没有随波前进，说明波传递的是振动形式和能量.
7.如图所示，水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3、…．使质点1沿竖直方向做简谐运动，振动将沿绳向右传播，从质点1经过平衡位置向上运动时开始，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动．则此时关于质点10的运动，下列说法正确的是( )
A.位移为零B.加速度为最大值C.正向下运动D.加速度为零
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