高中物理 2.1 机械波的形成和传播课件 教科版选修34 .ppt

第二章机械波 2 1机械波的形成和传播 1 理解机械波的形成过程和产生条件 2 知道波的种类及横波和纵波的概念 3 明确机械波传播的特点 学习目标定位 学习探究区 一 波的形成和传播 二 机械波 三 横波和纵波 一 波的形成和传播 问题设计 返回 如图1所示 手持细绳的一端上下抖动 绳像波浪般翻卷 这是波在绳上传播的结果 那你知道波是如何形成的吗 图1答案绳一端振动 带动绳上相邻部分振动 依次逐渐引起整个绳振动 要点提炼 返回 波形成的原因 以绳波为例 如图2所示 图2 1 可以将绳分成许多小部分 每一部分看做一个 一 波的形成和传播 质点 返回 2 在无外来扰动之前 各个质点排列在同一直线上 各个质点所在的位置称为各自的 3 由于外来的扰动 会引起绳中的某一质点振动 首先振动的那个质点称为波源 4 由于绳中各质点之间存在着相互作用力 作为波源的质点就周围质点振动 周围质点又依次邻近质点振动 于是振动就在绳中地传播 一 波的形成和传播 平衡位置 带动 带动 由近及远 二 机械波 问题设计 返回 把一个闹钟放在真空罩内 当闹钟的小锤敲打铃铛的时候 我们听不到声音 你知道其中的奥秘吗 答案声波在真空中不能传播 说明声音的传播需要介质 二 机械波 返回 1 介质 绳 水 空气等能够传播振动的物质 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 2 机械波 1 产生条件 要有 要有传播振动的 2 特点 前面的质点带动后面的质点振动 后面的质点重复前面质点的振动 并且落后于前一个质点的振动 相互作用 机械振动 介质 二 机械波 返回 2 特点 前面的质点带动后面的质点振动 后面的质点重复前面质点的振动 并且落后于前一个质点的振动 沿波的传播方向上每个质点的振动方向都和波源的起振方向 波传播的是这种形式 而介质的质点并不随波迁移 波在传播 振动 这种运动形式的同时 也传递和 相同 振动 能量 信息 二 机械波 一同学不小心把一只排球打入湖中 为使球能漂回岸边 这位同学采用不断将石头抛向湖中的方法 试分析这位同学能否通过这种方法把排球冲上岸 答案不能 根据波的传播特点 各质点只能在各自平衡位置两侧做往复运动 并不随波迁移 所以石头激起的水波虽向四周传播 水本身并未向四周运动 因此浮在水面上的排球也只能随水波上下起伏 不能到达湖岸 延伸思考 返回 三 横波和纵波 2011年3月日本东北部海域发生里氏9 0级强震 其引发的海啸加上核泄漏事故给日本带来巨大的损失 我们可以观察到当地震发生时 地面会产生前后或左右晃动 也会产生竖直方向的振动 你知道这是为什么吗 答案地震波有横波和纵波 不同的波引起地面的振动不同 返回 问题设计 三 横波和纵波 返回 要点提炼 1 横波和纵波是按照质点方向和方向的关系来区别的 两方向的为横波 两方向的为纵波 如声波是典型的纵波 2 地震波中既有横波 又有纵波 而且纵波传播速度较大 3 水波是比较复杂的机械波 不能简单地将水波当成横波 振动 波传播 垂直 平行 返回 一 机械波的形成及特点 典例精析 例1关于机械波的说法中 正确的是 a 各质点均在各自的平衡位置附近振动b 相邻质点间必有相互作用力c 前一质点的振动带动相邻的后一质点振动 后一质点的振动必定滞后于前一质点d 各质点随波的传播而迁移 返回 典例精析 解析本题要求熟知机械波的物理模型 振源的振动使其周围质点依次振动 之所以能依次振动下去 就是依靠了相邻质点间的相互作用力 沿波的传播方向 后一质点的振动必滞后于前一质点的振动 质点只在平衡位置附近振动 并不随波迁移 答案abc 一 机械波的形成及特点 返回 二 由波的传播方向确定质点的振动方向 典例精析 例2如图3所示 是某绳波形成过程的示意图 质点1在外力作用下沿垂直直线方向做简谐运动 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 已知t 0时 质点1开始向上运动 t 时 1到达最上方 5开始向上运动 问 图3 返回 典例精析 1 t 时 质点8 12 16的运动状态 是否运动 运动方向 如何 2 t 时 质点8 12 16的运动状态如何 3 t t时 质点8 12 16的运动状态如何 解析各质点在各时刻的运动情况 如图所示 二 由波的传播方向确定质点的振动方向 返回 典例精析 二 由波的传播方向确定质点的振动方向 1 由甲图可知 t 时 质点8未到达波峰 正在向上振动 质点12 16未振动 返回 典例精析 2 由乙图可知 t 时 质点8正在向下振动 质点12正在向上振动 质点16未振动 3 由丙图可知 t t时 质点8 12正在向下振动 质点16正在向上振动 答案见解析 二 由波的传播方向确定质点的振动方向 返回 典例精析 例3关于振动和波的关系 下列说法中正确的是 a 振动是波的成因 波是振动的传播b 振动是单个质点呈现的运动现象 波是许多质点联合起来呈现的运动现象c 波的传播速度就是质点振动的速度d 波源停止振动时 波立即停止传播 三 振动与波的关系 返回 典例精析 解析机械波的产生条件是有波源和介质 由于介质中的质点依次带动 由近及远传播而形成波 所以选项a b正确 波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度 在均匀介质中其速度大小不变 而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化 选项c错误 介质中一旦形成了波 介质中的质点就会将 振动 这种运动形式由近 三 振动与波的关系 返回 典例精析 及远地向外传播 当波源停止振动时 介质中已经振动起来的质点还在振动 所以波将继续传播 选项d错误 答案ab 三 振动与波的关系 返回 课堂要点小结 波的形成和传播 产生的条件 波源 介质 分类 横波 纵波 传播 质点振动特点 振动形式 能量和信息 自我检测区 1 2 3 1 机械波的形成及特点 以下对机械波的认识正确的是 a 形成机械波一定要有振源和介质b 振源做简谐运动形成的波中 各质点的运动情况完全相同c 横波向右传播时 处于波峰的质点也向右迁移d 机械波向右传播时 右方的质点比左方的质点早一些振动 1 2 3 解析振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件 故a正确 简谐运动在介质中传播时 介质中各质点都做简谐运动 沿波的传播方向上 后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动 但质点本身并不随波的传播而发生迁移 而且各质点的振动步调不一致 故b c d均错 答案a 1 2 3 2 横波与纵波的区别 下列关于横波与纵波的说法中 正确的是 a 振源上下振动形成的波是横波b 振源左右振动形成的波是纵波c 振源振动方向与波的传播方向相互垂直 形成的波是横波d 横波中质点随波迁移 纵波中质点不随波迁移解析区分横波和纵波的依据是波的传播方向和质点振动方向的关系 无论横波和纵波质点都只是在平衡位置附近振动 1 2 3 c 3 振动与波的关系 关于振动和波的关系 下列说法正确的是 a 有机械波必有振动b 有机械振动必有波c 离波源远的质点振动较慢d 波源停止