《2018-2019版高中物理 第二章 機(jī)械波 1 機(jī)械波的形成和傳播課件 教科版選修3-4.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中物理 第二章 機(jī)械波 1 機(jī)械波的形成和傳播課件 教科版選修3-4.ppt（36頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、1 機(jī)械波的形成和傳播,第二章 機(jī)械波,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.知道機(jī)械波的產(chǎn)生條件，理解機(jī)械波的形成過程. 2.知道橫波和縱波的概念. 3.知道機(jī)械波傳播的特點(diǎn). 4.掌握波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)系.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、機(jī)械波的形成和傳播 1.機(jī)械波的形成和傳播(以繩波為例) (1)繩上的各小段可以看做 . (2)由于繩中各部分之間都有相互作用的 聯(lián)系著，先運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)____后一個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，依次傳遞，使振動狀態(tài)在繩上傳播. 2.介質(zhì) 能夠傳播振動的 .,質(zhì)點(diǎn),彈力,帶動,物質(zhì),3.機(jī)
2、械波 (1)定義 機(jī)械振動在 中的傳播. (2)傳播的特點(diǎn) ①波傳播的是 這種形式，而介質(zhì)的每個質(zhì)點(diǎn)只在自己的 附近振動，并不隨波遷移. ②波在傳播“振動”這種運(yùn)動形式的同時(shí)，也在傳遞 ，而且可以傳_______. 4.波源：引起初始 的裝置.,介質(zhì),振動,平衡位置,能量,遞信息,振動,二、橫波與縱波 1.波的分類 按介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向的關(guān)系不同，常將波分為_____和 . 2.橫波 (1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向 的波. (2)標(biāo)識性物理量 ①波峰：凸起來的 處. ②波谷：凹下去的 處.,橫波,縱波,垂直,最高,最低,3.縱波
3、 (1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向 的波. (2)標(biāo)識性物理量 ①密部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布 的部分. ②疏部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布 的部分. 4.簡諧波 不管橫波還是縱波，如果傳播的振動是 運(yùn)動，這種波叫做簡諧波.,平行,密集,稀疏,簡諧,1.判斷下列說法的正誤. (1)質(zhì)點(diǎn)的振動位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波.( ) (2)在繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)點(diǎn)同時(shí)開始運(yùn)動，同時(shí)停止運(yùn)動. ( ) (3)物體做機(jī)械振動，一定產(chǎn)生機(jī)械波.( ) (4)質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這樣的波一定是橫波. ( ),[即學(xué)即用],,,,,答案,2.繩波在某時(shí)刻的形狀如圖1所示，若O是波源，
4、則此刻A點(diǎn)受到方向_____的作用力；若O′是波源，則此刻A點(diǎn)受到方向_____的作用力(均填“向上”或“向下”).,答案,圖1,向上,向下,重點(diǎn)探究,一、機(jī)械波的形成、傳播及特點(diǎn),[導(dǎo)學(xué)探究] 如圖2所示，手拿繩的一端，上下振動一次，使繩上形成一個凸起狀態(tài)，隨后形成一個凹落狀態(tài)，可以看到，這個凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動.如果在繩子上某處做一紅色標(biāo)記，觀察這一紅色標(biāo)記的運(yùn)動. (1)紅色標(biāo)記有沒有隨波遷移？,答案 沒有.紅色標(biāo)記只在豎直方向上下振動.,答案,圖2,答案 不會.,(2)當(dāng)手停止抖動后，繩上的波會立即停止嗎？,[知識深化] 波的形成、傳播及特點(diǎn) (1)機(jī)械波的形成與
5、傳播,(2)波的特點(diǎn) ①振幅：像繩波這種一維(只在某個方向上傳播)機(jī)械波，若不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同. ②周期(頻率)：各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動，所以各質(zhì)點(diǎn)振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同.,③步調(diào)：離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動越滯后. ④運(yùn)動：各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做往復(fù)振動，并不隨波遷移.各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源開始振動的方向相同. ⑤實(shí)質(zhì)：機(jī)械波向前傳播的是振動這種運(yùn)動形式，同時(shí)也可以傳遞能量和信息.,答案 見解析,例1 如圖3所示，是某繩波形成過程的示意圖.質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動，帶動2、3、4、…各個質(zhì)點(diǎn)依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端.已知t＝
6、0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動，t＝ 時(shí)，1到達(dá)最上方，5開始向上運(yùn)動.問：,答案,解析,圖3,解析 各質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的情況，如圖所示：,答案 見解析,答案,解析,波動過程中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律可用三句話來描述： (1)先振動的質(zhì)點(diǎn)帶動后振動的質(zhì)點(diǎn). (2)后振動的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動. (3)后振動的質(zhì)點(diǎn)的振動狀態(tài)落后于先振動的質(zhì)點(diǎn). 概括起來就是“帶動、重復(fù)、落后”.,針對訓(xùn)練 (多選)下列關(guān)于機(jī)械波的說法中，正確的是 A.波傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)也隨著波移動 B.相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力 C.前一質(zhì)點(diǎn)的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動，后一質(zhì)點(diǎn)的振動必定落 后于前一質(zhì)點(diǎn)的振動 D.離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動頻
7、率越小,√,√,答案,[導(dǎo)學(xué)探究] 如圖4所示，,二、橫波和縱波,圖4,(1)圖甲是繩波，其中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向是什么關(guān)系？ 答案 相互垂直. (2)圖乙是聲波，其中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向是什么關(guān)系？ 答案 相互平行.,答案,[知識深化] 橫波與縱波的區(qū)別 (1)質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向的關(guān)系不同：橫波中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直；縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向平行. (2)傳播介質(zhì)不同：橫波只能在固體介質(zhì)中傳播；縱波在固體、液體和氣體中均能傳播. (3)特征不同：橫波中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷；縱波中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部.,解析 根據(jù)橫波和縱波的概念，質(zhì)
8、點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波叫做橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向平行的波叫做縱波，并不是上下振動與水平振動的問題，所以A、B選項(xiàng)錯誤，C選項(xiàng)正確； 質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，并不能說明二者方向平行，故D選項(xiàng)錯誤.,例2 關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是 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(zhì)點(diǎn)上下振動，這類波是橫波 D.質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波,√,答案,解析,三、振動與波的關(guān)系,1.區(qū)別 (1)研究對象不同——振動是單個質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動，是單個質(zhì)點(diǎn)的“個體行為”；波動是振動在介質(zhì)中
9、的傳播，是介質(zhì)中彼此相連的大量質(zhì)點(diǎn)將波源的振動傳播的“群體行為”. (2)力的來源不同——產(chǎn)生振動的回復(fù)力，可以由作用在物體上的各種性質(zhì)的力提供；而引起波動的力，則總是聯(lián)系介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的彈力.,2.聯(lián)系 (1)振動是波動的原因，波動是振動的結(jié)果；有波動必然有振動，有振動不一定有波動. (2)波動的性質(zhì)、頻率和振幅與振源相同.,例3 (多選)關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中正確的是 A.振動是波的成因，波是振動的傳播 B.振動是單個質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動 現(xiàn)象 C.波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動的速度 D.波源停止振動時(shí)，波立即停止傳播,√,√,答案,解析,解析 機(jī)械波的產(chǎn)
10、生條件是有波源和介質(zhì).由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)之間存在相互作用，一個質(zhì)點(diǎn)的振動帶動相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以選項(xiàng)A、B正確； 波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，而質(zhì)點(diǎn)振動的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯誤； 波源一旦將振動傳給了介質(zhì)，振動就會在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播，當(dāng)波源停止振動時(shí)，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運(yùn)動形式，不會隨波源停止振動而立即停止傳播，選項(xiàng)D錯誤.,四、由“帶動法”確定質(zhì)點(diǎn)的振動方向,帶動法 原理：先振動的質(zhì)點(diǎn)帶動鄰近的后振動的質(zhì)點(diǎn). 方法：在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的波形圖上另找一點(diǎn)P′，若P′在P上方，則P向上運(yùn)動，若P′在P下方，則P向下運(yùn)動.如圖5所
11、示.,圖5,A.質(zhì)點(diǎn)B向右運(yùn)動 B.質(zhì)點(diǎn)D和質(zhì)點(diǎn)F的速度方向相同 C.質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)C的速度方向相同 D.從此時(shí)算起，質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置,例4 一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成如圖6所示的形狀，對此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是,√,答案,解析,圖6,解析 波傳播時(shí)，離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動落后于離波源近的質(zhì)點(diǎn)的振動，并跟隨著離波源近的質(zhì)點(diǎn)振動，D跟隨C向上運(yùn)動，F(xiàn)跟隨E向下運(yùn)動，同理，A向下運(yùn)動，C向上運(yùn)動，由此可知選項(xiàng)B、C錯誤； 由于此時(shí)B和C都向上運(yùn)動，所以B比C先到達(dá)最大位移處，并先回到平衡位置，選項(xiàng)A錯誤，D正確.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(機(jī)械波的形成和傳播)
12、(多選)如圖7所示為沿 水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn)，每相鄰兩質(zhì)點(diǎn) 的距離相等，其中O為波源，設(shè)波源的振動周期為T，從波源通過平衡位置豎直向下振動開始計(jì)時(shí)，經(jīng) 質(zhì)點(diǎn)1開始振動，則下列說法中正確的是 A.介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的，但圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚 B.圖中所畫出的質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間都是相同的，起振的位置和起振的方向是 不同的 C.圖中質(zhì)點(diǎn)8的振動完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動，只是質(zhì)點(diǎn)8振動時(shí)通過平衡 位置或最大位移處的時(shí)間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過相同的位置時(shí)落后 D.只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動了，質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動步調(diào)就完全一致， 如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動，則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動
13、,1,2,3,4,√,√,答案,解析,圖7,√,1,2,3,4,解析 從題圖可知，質(zhì)點(diǎn)9是圖中距波源最遠(yuǎn)的點(diǎn)，盡管與波源起振方向相同，但起振時(shí)刻最晚，故A正確，B錯誤； 質(zhì)點(diǎn)7與質(zhì)點(diǎn)8相比，質(zhì)點(diǎn)7在質(zhì)點(diǎn)8的前面，兩質(zhì)點(diǎn)的振動步調(diào)相差 故C正確； 質(zhì)點(diǎn)9比質(zhì)點(diǎn)1晚2T開始起振，一旦質(zhì)點(diǎn)9起振后，質(zhì)點(diǎn)1、9的振動步調(diào)就完全一致，故D正確.,1,2,3,4,2.(橫波和縱波)有關(guān)橫波與縱波，下列說法中正確的是 A.對于縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向一定相同 B.對于橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直 C.縱波的質(zhì)點(diǎn)可以隨波遷移，而橫波的質(zhì)點(diǎn)不能 D.橫波只能在固體中傳播，縱波只能在液體、氣體
14、中傳播,√,答案,解析,1,2,3,4,解析 縱波質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向平行，方向并不一定相同，故A選項(xiàng)錯誤； 機(jī)械波的質(zhì)點(diǎn)只是在其平衡位置附近做簡諧運(yùn)動，并不隨波遷移，無論橫波和縱波都是這樣，故C選項(xiàng)錯誤； 橫波只能在固體中傳播，縱波可在固體、液體和氣體中傳播，故D選項(xiàng)錯誤.,解析 機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波，A錯； 波的形成有兩個條件，一是要有波源，二是要有介質(zhì)，所以，有機(jī)械波一定有機(jī)械振動，B對； 在波的形成和傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，C錯； 離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依靠前面質(zhì)點(diǎn)的帶動，所以頻率、振幅相同，D對.,1,2,3,4,3.(振動與波的關(guān)系)(多選)關(guān)于機(jī)械波和機(jī)械振動，下列說法中正確的是 A.機(jī)械振動就是機(jī)械波，機(jī)械波就是機(jī)械振動 B.有機(jī)械波，則一定有機(jī)械振動 C.機(jī)械波就是質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中的運(yùn)動路徑 D.在波傳播方向上各個質(zhì)點(diǎn)都有相同的振動頻率和振幅,√,√,答案,解析,解析 由“帶動法”可知此時(shí)P點(diǎn)從平衡位置開始向下振動，B正確.,1,2,3,4,4.(由“帶動法”確定質(zhì)點(diǎn)的振動方向)振源A帶動細(xì)繩上各點(diǎn)上下做簡諧運(yùn)動，t＝0時(shí)刻繩上形成的波形如圖8所示.規(guī)定繩上質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動的方向?yàn)閤軸的正方向，則P點(diǎn)的振動圖像是,答案,解析,圖8,√,
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