新教材2023_2024学年高中物理第3章机械波1.机械波的形成和传播课件教科版选择性必修第一册

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第三章 1.机械波的形成和传播学 习 目 标1.理解机械波的形成过程和产生条件。(科学探究)2.知道横波和纵波的概念。(物理观念)3.明确机械波传播的特点,掌握由传播方向确定质点振动方向的方法。(科学思维)基础落实·必备知识全过关重难探究·能力素养全提升目录索引 学以致用·随堂检测全达标基础落实·必备知识全过关一、机械波的形成和传播1.机械波的形成绳波(1)一切机械波都是　　　　　　　在某些物质中的传播。对绳一端的抖动依次引起了绳中的　　　　　　的振动,振动在绳中传播形成了　　　。(2)能够传播振动的物质叫作　　　　。 (3)产生初始振动的部分通常叫作　　　　。 振动状态 各质点 绳波 介质 波源 2.机械波(1)定义:　　　　　在介质中的传播形成了机械波。 (2)机械波的产生条件:①波源,②介质。3.机械波传播特点(1)振动传播的方向就是波的传播方向。(2)机械波在介质中传播时,介质本身并不随波一起迁移,只是　 　　　这一运动形式的传播。 (3)机械波的传播也是机械能的传播,波是传递　　　　的一种方式。 机械振动 机械振动 能量 二、横波和纵波机械波可分为　　　　和　　　　两类。 横波 纵波 垂直 最高处 最低处 平行 密集 稀疏 情境链接《西游记》第六十八回中孙悟空利用“悬丝诊脉”之法治好了朱紫国国王的病。所谓“悬丝诊脉”,是将丝线系在病人手腕上,医生从线的另一端就可以感受出病人的脉搏跳动情况,从而诊断病情。你能说出“悬丝诊脉”的原理吗?提示 病人脉搏的振动通过丝线传到医生的感觉器官。 教材拓展读教材P68“发展空间”,回答:为什么说“人浪”只是模拟波的形成与传播?它与真正的机械波有什么不同?提示 因为人与人之间不是靠相互作用力互动,而是靠指挥,后面的人不可能完整重复前面人的动作和幅度,只是模拟波的形成与传播。真正的机械波是机械振动在介质中的传播。易错辨析(1)机械波传播的是介质中的质点。(　　)(2)质点的振动位置不断转换即形成波。(　　)(3)在绳波的形成和传播中,所有质点同时运动,同时停止运动。(　　)(4)在绳波的形成和传播中,所有质点的运动是近似的匀速直线运动。(　　)××××重难探究·能力素养全提升探究点一　机械波的形成导学探究在一片平静的湖面上漂浮着一轻木块,现向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,木块会“随波逐流”吗?为什么?提示 无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动。波在向前传播的过程中,介质中的质点只是在各自的平衡位置附近振动,并不随波的传播向前移动。知识归纳1.机械波的形成2.波的特点(1)振幅:像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波,若不计能量损失,各质点的振幅相同。(2)周期:各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。(3)步调:离波源越远,质点振动越滞后。(4)各质点只在各自的平衡位置振动,并不随波迁移,且起振方向与振源的起振方向相同。(5)机械波向前传播的是振动这种运动形式,同时也传递能量和信息。特别提示　(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。应用体验【例1】 某绳波形成过程的示意图如图所示,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C对点演练1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,由波的形成及图可知,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,因此每个质点均做受迫振动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.软绳上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期不相同D.软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A解析 软绳上的质点都在做受迫振动,所以各质点振动的周期与波源的振动周期都相同,故A正确,C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,波的传播过程也是能量的传递过程,每个质点均做等振幅的受迫振动,合外力不为零,故每个质点的机械能并不守恒,故B、D错误。探究点二　纵波和横波导学探究在如图甲所示的绳波中,质点振动方向和波的传播方向之间有什么关系?如图乙所示的弹簧波中,质点振动方向和波的传播方向之间有什么关系?提示 垂直　平行 知识归纳横波和纵波的区别特别提示　要区分横波和纵波,须从两个方面入手:一是划分标准,二是波形特征。(1)横波和纵波的最大区别表现在波的传播方向和质点振动方向的关系上。(2)横波和纵波都需要介质传播,但对介质的要求不同。应用体验【例2】 关于横波和纵波,下列说法正确的是(　　)A.不论是横波还是纵波,都是前一质点的振动带动后一质点的振动,后一质点必须重复前一质点的振动B.在波的传播过程中,各质点的振动速度是相同的C.横波只能在固体介质中传播,固体介质不能传播纵波D.质点沿水平方向振动,波沿水平方向传播,这类波是纵波A解析 不论是横波还是纵波,由于波源的振动,以及相邻质点间的相互作用力,前边的质点会带动后边的质点振动起来,后边的质点是在前一质点的作用下做受迫振动的,周期和频率都是相同的,故A正确;各质点的运动是变速运动,并且各质点不一定是同速度振动的,故B错误;固体介质既能传播横波也能传播纵波,故C错误;两个水平方向不一定在同一直线上,可能两个水平方向是垂直的,故D错误。对点演练2关于横波和纵波,下列说法不正确的是(　　)A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B.质点的振动方向和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D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,不符合题意;质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波,B正确,不符合题意;横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部,C正确,不符合题意;地震波有横波也有纵波,空气中的声波是纵波,D错误,符合题意。学以致用·随堂检测全达标12341.(机械波的传播)关于机械波的传播,下列说法正确的是(　　)A.机械波可在真空中传播B.机械波从一种介质传入另一种介质,频率不变C.机械波的传播方向与介质的振动方向一定沿同一直线D.机械波的传播方向与介质的振动方向一定垂直B解析 机械波传播需要介质,不能在真空中传播,A错误;机械波从一种介质传入另一种介质,频率不变,B正确;纵波的传播方向与介质的振动方向沿同一直线,横波的传播方向与介质的振动方向垂直,C、D错误。12342.(纵波和横波)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C解析 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。12343.(机械波的传播)(多选)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,带动软绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播。软绳上有一质点P,t=0时,O点位于最高点,P点位于最低点,则(　　)C.P点的起振方向与O点的起振方向相反D.P点的起振方向与O点的起振方向相同AD123412344.(机械波的传播)(多选)沿水平方向的介质中的部分质点如图所示,每相邻两质点间距离相等,其中O为波源。设波源的振动周期为T,波源O起振时通过平衡位置竖直向下振动,经过 ,质点1开始起振,则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是(　　)A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的B.图中所画出的质点起振时间都是相同的C.只要图中所有质点都已振动,质点9与质点1的振动步调就完全一致;但如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动D.只要图中所有质点都已振动,质点1与质点3的振动速度大小有时相同,有时不同AC1234解析 波源O的起振方向通过平衡位置竖直向下,介质中各质点的起振方向也都是竖直向下,A正确;图中所画出的质点起振位置不同,起振的时间依次中所有质点都振动后,质点1与质点9的振动情况完全相同,步调完全一致,波从质点1到质点9时,质点1已振动2次,如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动,C正确;质点1与质点3振动情况总是相反,振动速度大小总是相等,D错误。