滬科物理選修3-4 第2章2.1《機(jī)械波的產(chǎn)生》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 2 1機(jī)械波的產(chǎn)生 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 2 1 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道波的形成過程 掌握機(jī)械波的概念 2 掌握波形成的條件 知道波的特點 3 知道波的分類 能區(qū)分什么是橫波什么是縱波 4 理解波是傳播振動形式和能量的一種方式 重點難點 波形成的條件是重點 波的概念的建立是難點 課前自主學(xué)案 一 機(jī)械波是怎樣形成的1 機(jī)械波的概念 在介質(zhì)中的傳播就形成機(jī)械波 2 機(jī)械波的產(chǎn)生條件 由波的形成可以看出 要產(chǎn)生機(jī)械波 必須有 和傳播振動的 所以有機(jī)械波一定有振動 但有振動不一定會形成機(jī)械波 機(jī)械振動 振源 波源 介質(zhì) 3 機(jī)械波的形成過程 1 介質(zhì)模型 把介質(zhì)看成由無數(shù)個 彈性連接而成 2 機(jī)械波的形成過程 由于相鄰質(zhì)點的 當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點發(fā)生振動時 就會帶動周圍的 振動起來 從而使振動向遠(yuǎn)處傳播 質(zhì)點 力的作用 質(zhì)點 二 橫波與縱波按波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向可以將波分為兩類 和 1 橫波 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向 在橫波中 凸起部分的最高處叫做 凹下部分的最低處叫做 2 縱波 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向 在縱波中 質(zhì)點分布較密集的部分叫做 質(zhì)點分布較稀疏的部分叫做 橫波 縱波 垂直 波峰 波谷 在同一直線上 密部 疏部 三 波傳遞的是能量和信息波不但傳遞能量 而且可以傳遞 信息 核心要點突破 一 波的形成和傳播1 形成條件要形成一列波 必須有波源 即有能夠引起其他質(zhì)點振動的質(zhì)點 再就是必須要有介質(zhì) 即傳播振動的媒介物 故波的形成條件為 1 波源 2 介質(zhì) 兩者缺一不可 2 傳播特點 1 波傳播時 介質(zhì)中的質(zhì)點跟著波源做受迫振動 每個質(zhì)點的振動周期和頻率都與波源相同 各質(zhì)點的起振方向與波源的起振方向相同 但不同步 離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點 起振越滯后 2 波在傳遞運(yùn)動形式的同時也傳遞能量和信息 由于介質(zhì)各質(zhì)點間存在著相互作用力 當(dāng)波源在外力作用下振動時 必然會帶動相鄰質(zhì)點振動 被帶動的質(zhì)點又會帶動它相鄰質(zhì)點振動 這樣依次帶動下去 就將振源的振動形式和能量傳播出去 形成機(jī)械波 3 機(jī)械波傳播的是波源的運(yùn)動形式和波源提供的能量 介質(zhì)中各質(zhì)點并不隨波遷移 而是在自己的平衡位置附近振動 在橫波中 波動方向與振動方向垂直 在均勻介質(zhì)中 波是勻速傳播的 振動是變速運(yùn)動 4 介質(zhì)中各質(zhì)點靠彈力相互作用 前一質(zhì)點帶動后一質(zhì)點振動 后一質(zhì)點跟著前一質(zhì)點振動 故可以看到前一質(zhì)點的位置確定后一質(zhì)點的運(yùn)動方向 此外 若不計能量損失 在均勻介質(zhì)中各質(zhì)點振動的振幅應(yīng)相同 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 波在傳播過程中 正確的說法是 A 介質(zhì)中的質(zhì)點隨波的傳播而遷移B 波源的振動能量隨波傳遞C 振動質(zhì)點的頻率隨著波的傳播而減小D 波源的能量靠振動質(zhì)點的遷移來傳播解析 選B 在波的傳播過程中 質(zhì)點是不會發(fā)生遷移的 波源的振動能量通過對相鄰質(zhì)點做功而由近及遠(yuǎn)地傳播 不是靠質(zhì)點的遷移 質(zhì)點的頻率只與波源有關(guān) 振動質(zhì)點實際上是在做受迫振動 二 振動和波動的區(qū)別與聯(lián)系1 兩者的聯(lián)系振動是波動的起因 波動是振動在介質(zhì)中的傳播 沒有振動一定沒有波動 但是沒有波動不一定沒有振動 2 兩者的區(qū)別 1 從研究對象看 振動是一個質(zhì)點或一個物體在某一平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動 而波動是大量質(zhì)點一次發(fā)生振動而形成的 集體運(yùn)動 2 從運(yùn)動原因看 振動是由于質(zhì)點所受回復(fù)力的作用結(jié)果 而波動是由于介質(zhì)中相鄰質(zhì)點的帶動作用而形成的 3 從能量的變化看 振動系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化 如果是簡諧運(yùn)動 在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中總的機(jī)械能保持不變 而波在傳播過程中 由振源帶動它相鄰的質(zhì)點運(yùn)動 即振源將機(jī)械能傳遞給它的相鄰的質(zhì)點 這個質(zhì)點再將能量傳遞給下一個質(zhì)點 因此說 波的傳播過程也是一個能量的傳播過程 當(dāng)波源停止振動 不再向外傳遞能量時 各個質(zhì)點的振動也會相繼停下來 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 2 2011年西安高二檢測 關(guān)于機(jī)械振動和機(jī)械波 下列敘述不正確的是 A 有機(jī)械振動必有機(jī)械波B 有機(jī)械波必有機(jī)械振動C 在波的傳播中 振動質(zhì)點并不隨波的傳播發(fā)生遷移D 在波的傳播中 如果振源停止振動 波的傳播并不會立即停止 解析 選A 機(jī)械振動是形成機(jī)械波的條件之一 有機(jī)械波一定有機(jī)械振動 但有機(jī)械振動不一定有機(jī)械波 A錯 B對 波在傳播時 介質(zhì)中的質(zhì)點都在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動 它們不隨波的傳播而發(fā)生遷移 C對 振源停止振動后 已形成的波仍繼續(xù)向前傳播 直到波的能量耗盡為止 D對 故符合題意的選項為A 課堂互動講練 2011年新建高二檢測 一列橫波沿繩子向右傳播 某時刻繩子形成如圖2 1 1所示的形狀 對此繩上的A B C D E F六個質(zhì)點 圖2 1 1 A 它們的振幅相同B 質(zhì)點D和F的速度方向相同C 質(zhì)點A和C的速度方向相同D 從此時算起 質(zhì)點B比C先回到平衡位置 自主解答 波中各質(zhì)點均做受迫振動 不考慮能量損耗 各質(zhì)點振幅相同 所以選項A正確 波傳播時 離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點的振動落后于離波源近的質(zhì)點的振動 并跟隨著近的質(zhì)點振動 D跟隨C向上運(yùn)動 F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B和C錯誤 由于此時B和C兩點都向上運(yùn)動 C比B后到最大位移處 C回到平衡位置也比B較遲 所以選項D正確 答案 AD 方法總結(jié) 解決這類問題要關(guān)注波源的位置 確定介質(zhì)質(zhì)點的振動是由哪個質(zhì)點帶動的 然后即可判斷出該質(zhì)點的速度方向 下列有關(guān)縱波和橫波的說法中 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(zhì)點上下振動 這類波是橫波D 質(zhì)點沿水平方向振動 波沿水平方向傳播 這類波是縱波 精講精析 根據(jù)縱波與橫波的概念 質(zhì)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(zhì)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 答案 C 方法總結(jié) 橫波是質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波 縱波是質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波 區(qū)分橫波和縱波的依據(jù)是看波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向之間的關(guān)系 變式訓(xùn)練下列關(guān)于橫波和縱波的說法中正確的是 A 沿水平方向傳播的叫橫波B 縱波在介質(zhì)中可以沿任意方向傳播C 縱波和橫波不可以同時在同一種介質(zhì)中傳播D 凡是振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波解析 選BD 由橫波和縱波的概念可以判斷A錯 D對 縱波可沿任意方向傳播 如聲波是縱波 可以由波源向四周傳播 故B對 在地震波中 橫波和縱波同時在地殼中傳播 故C錯 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全