高中物理 121波的形成和传播课件 新人教版选修34.ppt

课前自主导学 当堂双基达标 课堂互动探究 课后知能检测 教学教法分析 教学方案设计 课程要求1 理解什么是机械波 知道直线上波的形成过程 2 知道什么是横波 波峰和波谷 3 知道什么是纵波 密部和疏部 课标解读1 知道直线上波的形成过程 1波的形成和传播 2 理解什么是机械波 确认波是传播振动形式及传递能量和信息的一种方式 3 知道机械波的形成等 4 知道横波和纵波的区别 教学地位本节以振动为基础 讲述波的形成和传播 是波动的基础知识 高考也常考查波的传播特性 新课导入建议如图教12 1 1所示 将一支燃烧的蜡烛放在音响喇叭的纸盆前 让音响播放音乐 开大音量 蜡烛的火焰会随着音乐来回摆动 就像在跳舞一样 你知道这是为什么吗 通过本节的学习 将会明白其中的奥秘 教学流程设计 1 基本知识 1 波的形成当手握绳端上下振动时 绳端带动相邻质点 使它也上下振动 这个质点又 更远一些的质点 绳上的质点都很快 起来 只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始 这样在整个绳子上就形成了凸凹相间的波 带动 跟着振动 振动 2 介质 定义 波借以的物质 特点 组成介质的质点之间有 一个质点的振动会引起相邻质点的振动 3 机械波 形成 在介质中传播 形成机械波 产生条件a 要有 b 要有传播振动的 传播 相互作用 机械振动 波源 介质 特点a 介质中有机械波传播时 介质本身并不随波一起传播 因此说它传播的只是这种运动形式 b 介质中本来静止的质点 随着波的传来而发生振动 可见波是传递的一种方式 c 我们能用语言进行交流 说明波可以 d 介质中质点开始振动的方向均与开始振动的方向相同 振动 能量 传播信息 波源 2 思考判断 1 质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 所有质点同时运动 同时停止运动 3 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 3 探究交流绳波在传播时 绳子上的各质点是否随波发生迁移 提示 1 绳子上的各质点仅在平衡位置附近上下振动 并不能随波迁移 2 在波向外传播时 传播出去的是振动的形式 携带出去的是能量和信息 1 基本知识机械波可分为横波和纵波 两类波的比较如下表 垂直 最高处 最低处 同一直线 最密 最疏 声波是 它不仅能在空气中传播 也能在固体 液体中传播 纵波 2 思考判断 1 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波都是横波 2 如果波源停止振动 介质中的波也会立即停止 3 横波在固体 液体 气体中都能传播 纵波只能在气体中传播 3 探究交流当地震发生时 地震波在地球内部和地表传播 有时使人感到左右摇晃 有时感到上下颠簸 由此可见地震波是什么波 提示 震源往往在地下某个深度的地方 地震发生时 人感到上下颠簸是因为有纵波 感到左右摇晃是因为有横波 所以 地震波既含有纵波成分又含有横波成分 问题导思 1 波在传播中质点随波一起向前运动吗 2 传播波的质点做什么振动 其周期有什么特点 3 各质点的起振方向有什么关系 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 立场 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 a 介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的 但图中质点9起振最晚b 图中所画的质点起振时间都是相同的 起振的位置和起振的方向是不同的c 图中质点8的振动完全重复质点7的振动 只是质点8振动时 通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后t 4d 只要图中所有质点都已振动了 质点1与质点9的振动步调就完全一致 但如果质点1发生的是第100次全振动 则质点9发生的就是第98次全振动 答案 acd 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同 其运动特点可用三句话来描述 即先振动的质点带动后振动的质点 后振动的质点重复前面质点的振动 后面振动质点的振动状态落后于先振动的质点 概括起来就是 带动 重复 落后 1 2014 大庆模拟 将一个小石子投向平静的湖面中心 会激起一圈圈向外传播的波纹 如果此时水面上有一片树叶 下列对树叶运动情况的叙述正确的是 a 树叶慢慢向湖心运动b 树叶慢慢向湖岸漂去c 在原位置上下振动d 沿着波纹做圆周运动 解析 波在传播过程中 只传递振动能量和波源所发出的信息 而各质点不随波迁移 只在各自的平衡位置附近振动 故选c 错选b的原因主要是对波的传播特点不能很好地理解 答案 c 问题导思 1 横波和纵波在固体 液体和气体中都能传播吗 2 你能举例说明日常生活中所见的横波和纵波吗 横波和纵波的比较 2013 湘潭检测 区分横波和纵波的依据是 a 质点沿水平方向还是沿竖直方向振动b 波沿水平方向还是沿竖直方向传播c 质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上d 质点振动的快慢 审题指导 根据质点的振动方向与波的传播方向之间关系判断 解析 如果取一根弹簧竖直放置 下端固定 手持上端上下振动 就可以形成一列纵波向下传播 此时介质中质点在竖直方向上振动 横波与纵波在教材中唯一一个分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系 若互相垂直 为横波 若在一条直线上 为纵波 因此只有选项c正确 答案 c 2 下列关于横波与纵波的说法中 正确的是 a 声波一定是纵波b 水波一定是横波c 地震波既有横波 也有纵波d 纵波中的质点要随波迁移 横波中的质点不随波迁移 解析 声波可以在空气中传播 也可以在液体和固体中传播 空气中的声波一定是纵波 而液体 固体中的声波既可能是纵波 也可能是横波 故a错 水波既不是横波 也不是纵波 它的运动形式比较复杂 故b错 地震波既有横波 也有纵波 故发生地震时 地面既有上下振动 也有左右振动 c正确 无论是横波 还是纵波 介质中的质点都不随波发生迁移 故d错 答案 c 问题导思 1 振动和波动各是怎样形成的 2 在振动和波动过程中 能量的变化情况如何 3 振动和波动有什么联系 振动和波动的比较 多选 一列横波沿绳子向右传播 传播过程无能量损失 某时刻绳子形成如图12 1 2所示的凹凸形状 对此时绳上a b c d e f六个质点 下列说法正确的是 a 它们的振幅相同b 质点d和f的速度方向相同c 质点a和c的速度方向相同d 从此时算起 质点b比c先回到平衡位置 审题指导 根据波传播的特点 波动和振动的关系 分析判断 解析 波源振动时 绳上各质点通过相互间的弹力作用跟着做受迫振动 不考虑传播中的能量损耗时 各质点的振幅均相同 选项a正确 波传播时 离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动 并跟随着离波源近的质点振动 由题图可知 波源在左端 因此 质点d跟随离波源近的质点c正向上运动 质点f跟随离波源近的质点e正向下运动 两者速度方向相反 选项b错误 同理 此时质点a正向下运动 质点c正向上运动 两者速度方向也相反 选项c错误 由于此时b c两质点都向上运动 b比c先到最大位移处 故b比c先回到平衡位置 选项d正确 答案 ad 解答这类题目的关键点1 波在传播过程中 质点只在其平衡位置附近做简谐运动 并不随波迁移 2 根据质点做简谐运动的特点确定质点的位置和速度方向 3 多选 如图12 1 3所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图 此时刻质点f的运动方向如图所示 则 a 该波向左传播b 质点b和d的运动方向相同c 质点c比质点b先回到平衡位置d 此时质点f和h的加速度相同 解析 该题考查质点振动方向和波传播方向的关系 已知质点f向下振动 下一时刻将到达波谷 即是由相邻波谷传来的 由此可知波的传播方向向左 因此质点d e的运动方向也向下 质点a b h的运动方向则向上 答案 acd 1 科学探测表明 月球表面无大气层 也没有水 更没有任何生命存在的痕迹 在月球上 两宇航员面对面讲话也无法听到 这是因为 a 月球太冷 声音传播太慢b 月球上没有空气 声音无法传播c 宇航员不适应月球 声音太轻d 月球上太嘈杂 声音听不清楚 解析 两宇航员面对面讲话却无法听到 说明声波有振源却传播不出去 即缺乏声波传播的另一条件 没有介质 故b选项正确 答案 b 2 2013 宁波检测 关于机械波的形成 下列说法中正确的是 a 物体做机械振动 一定产生机械波b 后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动 只是时间落后一步c 参与振动的质点群有相同的频率d 机械波是质点随波迁移 也是振动能量的传递 解析 机械波的形成必须具备的两个条件 振源和介质 只有物体做机械振动 而其周围没有传播这种振动的介质 远处的质点不可能振动起来形成机械波 故a选项错误 任何一个振动的质点都是一个波源 带动它周围的质点振动 将振动传播开来 所以后一质点总是落后前一质点 但振动频率相同 故b c选项正确 形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动 并没有随波迁移 离振源远处的质点振动的能量 是通过各质点的传递从振源获得的 故d选项不正确 答案 bc 3 多选 机械波传播的是 a 介质中的质点b 质点的运动形式c 能量d 信息 解析 由波的传播特点 可知b c d正确 答案 bcd