高中物理教科版選修3-4課件：第2章第1節(jié)《機械波的形成和傳播》

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歡迎進入物理課堂 第1節(jié)機械波的形成和傳播 學習目標 1 理解波的形成和傳播 2 知道橫波和縱波 理解波峰和波谷 密部和疏部 3 知道機械波 理解機械波的傳播形式 重點難點 1 認識波的形成和波的傳播特點 2 準確理解質點振動和波的傳播的關系 第1節(jié) 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 課前自主學案 課標定位 課前自主學案 一 機械波的形成和傳播1 介質 能夠傳播振動的 叫做介質 2 振源 引起初始振動的裝置 3 機械波 在介質中傳播形成了機械波 4 產生機械波的條件 同時存在 和 5 機械波傳播的只是 的運動形式 介質中的各質點并不隨波遷移 6 波是傳遞 的一種方式 所以機械波的傳播也是機械能的傳播 物質 機械振動 波源 介質 振動 能量 思考感悟生活中經常見到一些 波動 的情形 隨風飄揚的五星紅旗 體操運動員舞動的長綢 如圖2 1 1 沖浪運動員在風浪中的搏擊 這些現象都給人 波動 的感覺 那么波是如何產生的呢 圖2 1 1 提示 介質中各質點間存在相互作用 前一質點帶動后一質點振動 依次傳播下去 二 橫波與縱波1 橫波 介質中質點的振動方向和波的傳播方向相互 的波 叫做橫波 1 波峰 在橫波中 叫做波峰 2 波谷 在橫波中 叫做波谷 2 縱波 介質中質點的振動方向和波的傳播方向 的波 叫做縱波 1 密部 在縱波中 質點分布 叫做密部 2 疏部 在縱波中 質點分布 叫做疏部 垂直 凸起來的最高處 凹下去的最低處 平行 密集的部分 稀疏的部分 核心要點突破 一 機械波的形成及特點1 機械波的形成 1 實質 介質質點間存在相互作用力 介質中前面的質點帶動后面的質點振動 2 質點間的作用 相鄰的質點相互做功 同時將振動形式與波源能量向外傳播 3 介質質點的振動 從波源開始 每一個質點都由前面的質點帶動做受迫振動 2 波的特點 1 振幅 像繩波這種一維 只在某個方向上傳播 機械波 若不計能量損失 各質點的振幅相同 2 周期 各質點振動的周期均與波源的振動周期相同 3 步調 離波源越遠 質點振動越滯后 4 各質點只在各自的平衡位置振動 并不隨波逐流 5 機械波向前傳播的是振動這種運動形式 同時也傳遞能量和信息 二 對橫波和縱波的理解橫波只能在固體中傳播 而縱波可以在固 液 氣三種狀態(tài)的物質中傳播 1 橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產生彈力作用所致 由于只有固體才有固定的形狀 也只有發(fā)生形變時才產生彈力 所以只有在彈性固體里才能產生橫波 2 產生縱波時 物體的各部分經常在壓縮和拉長 也就是說經常在改變自己的體積 在體積改變時 固體內固然要產生彈力 液體和氣體也要產生彈力 所以縱波在這三種狀態(tài)的介質中都能傳播 3 縱波和橫波可同時存在于同一種介質中 如地震波 既有橫波 又有縱波 橫波和縱波同時在地殼中傳播 特別提醒 1 繩波和聲波分別是典型的橫波和縱波 水波是比較復雜的機械波 不是橫波 2 在縱波中各質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上 而不是方向相同 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 下列有關縱波與橫波的說法中 正確的是 A 振源上下振動形成的波是橫波B 振源水平振動形成的波是縱波C 波沿水平方向傳播 質點上下振動 這類波是橫波D 質點沿水平方向振動 波沿水平方向傳播 這類波是縱波 解析 選C 根據縱波與橫波的概念 質點振動方向與波傳播方向垂直者為橫波 同一直線者為縱波 并不是上 下振動與水平振動的問題 所以A B錯 對于C 水平傳播 上 下振動 屬相互垂直 是橫波 對于D 水平傳播 水平振動還不能說明質點振動方向與波的傳播方向是在同一直線上 則還不能確定是縱波 則D錯 三 波動與振動的區(qū)別與聯系 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 關于振動和波的關系 下列說法中正確的是 A 振動是單個質點呈現的運動現象 波是彼此相聯系的許多質點聯合起來呈現的運動現象B 振動是波動的基本要素 波是振動的傳播C 波的傳播速度就是質點振動的速度D 有機械振動必有波 解析 選AB 一個質點的振動通過相互作用會帶動鄰近質點的振動 使振動這種運動形式通過介質中質點的依次帶動由近及遠向外傳播出去而形成機械波 故選項A B正確 波的傳播速度不是質點振動的速度 故選項C錯誤 產生機械波的條件是 要有波源 要有傳播振動的介質 即在缺少介質的情況下 波動現象就無法發(fā)生 故選項D錯誤 課堂互動講練 關于機械波的形成 下列說法中正確的是 A 物體做機械振動 一定產生機械波B 后振動的質點總是跟著先振動的質點重復振動 只是時間落后一步C 參與振動的質點都有相同的頻率D 機械波是介質隨波遷移 也是振動能量的傳遞 精講精析 機械波的形成必須具備的兩個條件 波源和介質 只有物體做機械振動 而其周圍沒有傳播這種振動的介質 遠處介質的質點不可能振動起來而形成機械波 故A選項錯誤 任何一個振動的質點都是一個波源 帶動它周圍的質點振動 將振動傳播開來 所以后一質點總是落后 但振動頻率相同 故B C選項正確 形成機械波的各振動質點只在平衡位置附近做往復運動 并沒有隨波遷移 離波源遠的質點振動的能量是通過各質點的傳遞從波源獲得 故D選項不正確 答案 BC 方法總結 分析機械波形成與傳播時要把握兩點 1 介質中各質點從波源開始依次振動 2 任何一個質點的起振方向都與波源的起振方向相同 如圖2 1 2所示為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖 已知質點A在此時刻的振動方向如圖中箭頭所示 則以下說法中正確的是 圖2 1 2 A 波向左傳播 質點B向下振動 質點C向上振動B 波向右傳播 質點B向上振動 質點C向下振動C 波向左傳播 質點B向上振動 質點C向上振動D 波向右傳播 質點B向下振動 質點C向下振動 自主解答 根據波峰 波谷 兩側質點振動方向相反及相鄰波峰與波谷之間各質點振動方向相同 判斷質點B C振動方向 沿波傳播方向 前面質點先振動 后面質點后振動 即前面質點帶動鄰近后面質點振動 以此判斷波的傳播方向 質點B與A位于波峰兩側 它們的振動方向相反 已知質點A豎直向下振動 所以質點B應豎直向上振動 質點A與C位于波谷兩側 它們的振動方向相反 所以質點C應豎直向上振動 比較A C兩質點 質點C已經過負的最大位移向平衡位置振動 而質點A還未到達負的最大位移 所以質點C比質點A先振動 即波先傳到質點C 后傳到質點A 所以波是向左傳播的 只有選項C是正確的 答案 C 方法總結 波的傳播方向和質點振動方向關系的常見判斷方法有以下幾種 圖2 1 3 1 上下坡法不妨可以將波形圖視為連綿起伏的山峰和山谷 由波谷到波峰的部分稱上坡路 由波峰到波谷的部分為下坡路 沿波的傳播方向看 上坡 的點向下運動 下坡 的點向上運動 簡稱 上坡下 下坡上 如圖2 1 3所示 這是為便于應用而提供的簡便方法 2 帶動法原理 先振動的質點帶動鄰近的后振動的質點 方法 在質點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P 若P 在P上方 則P向上運動 若P 在P下方 則P向下運動 如圖2 1 4 圖2 1 4 圖2 1 5 4 同側法若在波的圖像上標出質點的振動方向 并在同一點上標出波的傳播方向 這兩個表示方向的箭頭位于波的圖像的同一側 如圖2 1 6 圖2 1 6 知能優(yōu)化訓練 本部分內容講解結束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全