主题三 1 波的产生导学案 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）

这是一份主题三 1 波的产生导学案 2027届高三物理一轮复习（浙江专版），共6页。学案主要包含了波的形成，横波和纵波，机械波等内容，欢迎下载使用。
学习目标
1.知道波是振动的传播。
2.知道波在传播过程中同时传播能量和信息。
3.能区分横波和纵波,知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。
4.知道机械波的定义及形成机械波的条件。
 情境探究
探究点1 依据绳波分析质点运动
判断下列说法的正误。
(1)绳上各点的振动位置不断转换即形成波。( )
(2)在绳波的形成和传播中,所有质点的运动都是近似的匀速直线运动。( )
(3)如果绳波波源停止振动,绳波也会立即停止。( )
(4)绳波的形成过程中,前面的质点带动后面的质点振动,各质点的起振方向相同。( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
探究点2 地震波特性分析
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)根据题意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,可知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关系,横波质点的振动方向与波的传播方向垂直,纵波质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。
一、波的形成
二、横波和纵波
三、机械波
要点一 波的形成与传播
[典例1] (波的形成)如图所示为某列波形成过程图示,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做简谐运动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成波,下列说法正确的是( )
A.质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,绳上每个质点均做简谐运动
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.绳上的不同质点开始振动时的方向是不同的
D.波沿绳方向匀速传播,故每个质点的动能保持不变
解析:A 质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,绳上每个质点均做简谐运动,由题图可知绳上的每一个质点开始振动时,方向都向上,A正确,C错误;质点只能在平衡位置附近振动,不能沿绳运动,B错误;每个质点振动时速度发生变化,则动能变化,D错误。
机械波的形成和传播特点
(1)机械波的形成过程及特点可以概括为“带动、重复、落后”,即前一质点“带动”后一质点振动,后一质点“重复”前一质点的振动形式,并且后一质点的振动“落后”于前一质点。
(2)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。
(3)要画另一时刻的波形图,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,这些点的位置确定后,其他点可顺势找出。
[典例2] (振动和波的关系)(多选)关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
A.振动是波的成因,波是振动的传播
B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象
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:AB 一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波,A、B正确;波的传播速度是波由波源向外传播的速度,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,C错误;波源一旦将振动传给了介质,振动就会在介质中向远处传播,当波源停止振动时,介质仍然继续传播波源振动的运动形式,不会因波源停止振动而立即停止传播,D错误。
要点二 横波与纵波
[典例3] (横波和纵波的理解)(多选)下列关于横波和纵波的说法正确的是( )
A.横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直
B.横波中,质点的振动方向也可能与波的传播方向在同一直线上
C.纵波中,波的传播方向就是波中质点的移动方向
D.纵波中,质点的振动方向一定与波的传播方向在同一条直线上
解析:AD 横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直;纵波中质点的振动方向与波的传播方向虽然在一条直线上,但质点的振动方向与波的传播方向可能相同,也可能相反。A、D正确,B、C错误。
横波与纵波的区别
[典例4] (横波和纵波的应用)沙漠蝎子可以探测出附近甲虫的运动,它是利用甲虫运动所产生的沿沙漠表面传播的波来探测的,传播的波有两种类型:横波以速度v1=50 m/s传播,纵波以v2=150 m/s传播。已知该甲虫在某个时刻突然运动,蝎子就可以利用从它最接近甲虫的一条腿上面感知到两种波先后到达的时间差Δt,从而感知到它和甲虫之间的距离,如果蝎子到甲虫的距离是37.5 cm,下列说法正确的是( )
A.甲虫脚下的沙子随着波的传播运动到蝎子脚下
B.两种波传播到蝎子的时间差为0.003 75 s
C.无论是纵波还是横波,传播方向均与振动方向垂直
D.波的传播过程中既传播了振动,也传播了信号和能量
解析:D 甲虫脚下的沙子在平衡位置上下振动,不会随着波的传播而移动,A错误;两种波传播到蝎子的时间差为Δt=xv1-xv2,代入数据,解得Δt=5×10-3 s,B错误;横波的传播方向与振动方向垂直,纵波的传播方向与振动方向平行;波在传播过程中既传播了振动,也传播了信号和能量,C错误、D正确。
要点三 机械波
[典例5] (多选)下列关于机械波的说法正确的是( )
A.机械波是机械振动在介质中传播形成的
B.把小石头扔到平静的湖水里,水面上便会激起水波,水波将促使水面上的漂浮物向远方运动
C.机械波不但传递能量,而且可以传递信息
D.宇宙飞船里,航天员击打船壁只能引起机械振动,不能形成声波
解析:AC 机械波是机械振动在介质中传播形成的,A正确;丢石头激起的水波所产生的效果是使漂浮物在原平衡位置附近振动,但不会随波迁移,B错误;波是传递能量的一种方式,也可以传递信息,如声波,C正确;机械振动可以在固体(船壁)中传播,故能形成声波,D错误。项目
振动
波动
区别
研究
对象
单个质点在平衡位置附近的往复运动,研究的是单个质点的“个体行为”
振动在介质中的传播,研究的是大量质点将波源的振动向远处传播的“群体行为”
力的
来源
可以由作用在质点上的各种性质力提供
介质中各质点间的相互作用力
运动
性质
质点在平衡位置附近做变加速运动
在均匀介质中是匀速运动
联系
(1)振动是波动的原因,波动是振动的结果,有波动必然有振动,但有振动不一定有波动。
(2)波动的性质、频率和振幅都与波源相同
项目
横波
纵波
概念
在波动中,质点的振动方向与波的传播方向相互垂直
在波动中,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上
介质
只能在固体介质中传播
在固体、液体和气体介质中均能传播
特征
在波动中交替、间隔出现波峰和波谷
在波动中交替、间隔出现密部和疏部