高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册波的形成和描述课文配套ppt课件

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第1节　波的形成和描述第1课时　波的形成第3章 机械波1.知道机械波产生的条件，理解机械波的形成过程和传播特点。2.知道纵波和横波的概念。3.理解波的图像的物理意义，能通过图像获取相关信息。学习目标目 录CONTENTS知识点1知识点二　波的分类知识点一　波的形成与传播知识点一　波的形成与传播 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。如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动。(1)红色标记有没有随波迁移？(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？提示　(1)没有。红色标记只在竖直方向上下振动。(2)不会。当手停止抖动后，波仍向右传播。1.波的定义机械振动在______中传播形成的波称为机械波，简称波。2.形成条件(1)波源：做机械振动的物体。(2)介质：能传播波的______。介质物质3.机械波的形成4.机械波的特点(1)机械波传播的是振动形式、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)波动过程介质中的各个质点都做受迫振动，各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。(3)各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。(4)不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同。BD例1 (多选)关于振动和波，下列说法正确的是(　　)A.如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动B.参与振动的质点有相同的频率C.有振动一定有波，但有波不一定有振动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　波的传播过程中，波源停止振动，已经振动的质点，由于惯性还会振动一会儿，故A错误；参与振动的质点有相同的频率，都等于波源的振动频率，故B正确；要想产生波，必须有波源和介质，若没有介质则不会形成波，故有波必有振动，但有振动不一定有波，故C错误；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，故D正确。归纳提升　振动和波动的区别与联系例2 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.质点B向右运动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先回到平衡位置解析　波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着近的质点振动，质点D跟随C向上运动，质点F跟随E向下运动。同理，A向下运动，C向上运动，B、C错误；由于此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，A错误，D正确。D“带动法”判定质点的振动方向(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。知识点二　波的分类 如图所示。(1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？(2)图乙是声波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？提示　(1)相互垂直。(2)在同一条直线上。1.根据质点的振动方向和波的传播方向之间的关系，可把机械波分为______和______两类。2.横波(1)定义：质点的振动方向与波的传播方向______的波称为横波。(2)描述①波峰：横波凸起的______处。②波谷：横波凹下的______处。横波纵波垂直最高最低3.纵波(1)定义：质点的振动方向与波的传播方向在__________上的波称为纵波。(2)描述①密部：质点分布最____的地方。②疏部：质点分布最____的地方。同一直线密疏【思考】 地震是重大的自然灾害，地震后的情境如图所示。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。请思考：(1)地震波是横波还是纵波？(2)横波与纵波的根本区别是什么？提示　(1)地震波既有横波成分也有纵波成分。(2)横波与纵波的根本区别是质点的振动方向与波的传播方向之间的联系。C例3 关于横波和纵波，下列说法正确的是(　　)A.振源上下振动形成的波是横波B.振源水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波D.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波解析　根据横波和纵波的概念，质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫作横波，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，并不是上下振动与水平振动的问题，A、B错误，C正确；质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，波的传播方向与质点的振动方向也可能垂直，D错误。归纳提升　横波与纵波的比较训练 (多选)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，故选项A错误，B正确；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故选项C正确，D错误。BC随堂对点自测2C1.(波的形成与传播)(鲁科版教材P67图3－3改编)在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是(　　)A.每个质点均在其平衡位置附近自由振动B.每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动C.绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同D.绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒解析　质点1带动质点2是利用绳子上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动，A错误；每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，B错误；绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；波的传播过程也是能量的传递过程，所受合力不为零，虽然每个质点均做等幅振动，但是每个质点的机械能并不守恒，D错误。CD2.(波的形成与传播)(多选)如图甲所示，人用手握住绳子左端，将绳拉平后沿竖直方向上下抖动，则可在绳中形成一列机械波。开始抖动为0时刻，t时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示，质点1和5分别位于下方和上方最大位移处。则下列说法正确的是(　　)A.质点1和5加速度相同B.质点3和7的速度相同C.0时刻，人竖直向上抖动绳子左端D.质点4和6的位移相同解析　由题图可知t时刻，质点1的加速度方向向上，质点5的加速度方向向下，故A错误；由题图可知t时刻，质点3和7处于平衡位置，速度大小相等，方向相反，故B错误；由题图可知t时刻，质点7开始向上振动，根据波的传播是由前一个质点带动后一个质点可知，起始时，人竖直向上抖动绳子左端，故C正确；由题图可知质点4和6的位移相同，故D正确。C3.(波的分类)关于横波和纵波，下列说法正确的是(　　)A.对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同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.形成纵波的质点，随波一起迁移解析　横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与波的传播方向有时相同有时相反，故选项A、B错误，C正确；介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故选项D错误。课后巩固训练3D题组一　波的形成与传播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传播B.发声体在振动时，一定会产生声波C.波动的过程是介质中的质点由近及远的传播过程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　波源停止振动，介质中的质点仍然在振动，所以波仍继续传播，选项A错误；产生机械波的条件之一是必须有介质，选项B错误；在振动过程中介质中的质点不随波的传播而迁移，只是向外传播信息和能量，选项C错误，D正确。基础对点练C2.一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解析　波在传播过程中，只传递振动形式、能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，故C正确。AD3.(多选)(2024·北京十一学校期末)如图所示，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P，t＝0时，O点位于最高点，P点位于最低点，则(　　)C4.如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.向下解析　波的传播过程中各质点的振动是在振源的带动下依次进行的，所以每个质点开始的振动方向一定和振源的起振方向相同，从图中可知B点将开始向上振动，所以A的起振方向向上，故C正确。B5.以质点P为振源的机械波在绳上传到质点Q时的波形如图所示，下列说法正确的是(　　)A.绳波传播不需要介质B.质点P的起振方向向上C.绳中质点带动右侧相邻的质点振动D.当质点P停止振动时，绳波立即消失解析　绳波是机械波，任何机械波的传播都需要介质，故A错误；质点Q的起振方向向上，质点P为振源，则质点P的起振方向也向上，故B正确；波向左传播，则绳中质点带动左侧相邻的质点振动，故C错误；振源停止振动时，绳波不会立即消失，故D错误。ABC题组二　波的分类6.(多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是(　 　)A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C.横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D.地震波是横波，声波是纵波解析　质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，A正确；质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波，B正确；横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，C正确；地震波有横波也有纵波，空气中的声波是纵波，D错误。A7.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)。在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则(　　)A.P先开始振动，震源距地震仪约36 kmB.P先开始振动，震源距地震仪约25 kmC.H先开始振动，震源距地震仪约36 kmD.H先开始振动，震源距地震仪约25 kmB8.2019年6月17日，四川省长宁县发生地震，成都提前61秒收到预警，成都高新减灾研究所通过社区喇叭、手机短信、电视等途径向社区居民发布预警信息，如图所示是电视中正在播放的体育频道插播了从61秒到45秒倒计时时刻的画面。已知：地震发生时主要发出纵波和横波，纵波振动方向与波传播方向一致，而横波振动方向与波传播方向垂直，纵波传播速度约为8 km/s，横波传播速度约为4 km/s，一般来说纵波的振幅比横波小。下列说法正确的是(　　)A.一般来说，纵波造成的危害比横波大B.在震源中心地区的人们先感受到上下震动，过一小会儿再感受到水平晃动C.根据以上信息可以推断长宁县距离成都市不足200 kmD.该新闻说明人类已经掌握了在地震发生前提前“预测地震”技术解析　根据题中信息可知，地震波分为纵波和横波，纵波传播快，破坏性弱；横波传播慢，破坏性强，故A错误；地震波从深处传到地表，纵波传播速度快，在震源中心地区的人们先感受到上下晃动，过一小会儿再感受到水平晃动，故B正确；从成都收到预警到纵波到达成都，纵波传播的距离为s＝vt＝8 km/s×61 s＝488 km，故C错误；监测到地震时地震已经发生，说明不可预测，故D错误。C9.一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正在向上运动。由此可知(　　)A.该波沿x轴负方向传播B.该时刻，c正在向上运动C.该时刻以后，b比c先到达平衡位置D.该时刻，b的速率比c的速率大综合提升练解析　在题图所示时刻，a正在向上振动，由“带动法”可知波沿x轴正方向传播，故A错误；根据波形和波的传播方向可判断出，该时刻，c正在向下运动，故B错误；由题图知，b向上振动、c向下振动，所以b比c先到达平衡位置，故C正确；在题图所示时刻，b距离平衡位置比c远，则b比c的速率小，故D错误。AD11.如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。(1)请判断此机械波的类型；(2)判断图示时刻Q质点的振动方向；(3)P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？(4)此波的形成是否是P质点移动到Q质点形成的？答案　(1)横波　(2)向上　(3)向上　(4)不是解析　(1)各质点的振动方向与传播方向相互垂直，是横波。(2)P点为波源，Q点在右侧质点的带动下将向上振动。(3)由(2)可知，当波恰好传到Q点时，Q点起振方向向上，故波源P点从平衡位置开始振动时的方向也向上。(4)机械波只是传播振动形式，质点并不随波迁移。