教科版选修34 第二章 第1讲 机械波的形成和传播 课件（29张）.pptx

第1讲机械波的形成和传播 目标定位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 预习导学梳理 识记 点拨 一 机械波的形成和传播1 波的形成由于绳的各部分之间都有相互作用的弹力联系着 所以当手抖动绳的一端 紧靠这一端的质点运动 它会相邻的质点运动 依次传递下去 每一个质点都在重复绳一端的振动 后一个质点的运动状态总是于前一个质点的运动状态 带动 滞后 2 介质能够传播振动的物质 3 机械波在介质中的传播 4 波源引起振动的装置 5 机械波是这一运动形式 包括波源的振动信息 的传播 介质本身并没有沿着波的方向发生 6 波是传递的一种方式 机械振动 初始 机械振动 迁移 能量 二 横波与纵波1 按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同 常将波分为和 2 横波 1 定义 介质中质点的振动方向与波的传播方向的波 2 标识性物理量 波峰 凸起来的处 波谷 凹下去的处 横波 纵波 垂直 最高 最低 3 纵波 1 定义 介质中质点的振动方向和波的传播方向的波 2 标识性物理量 密部 介质中质点分布的部分 疏部 质点分布的部分 4 简谐波 如果传播的振动是运动 这种波叫做简谐波 平行 密集 稀疏 简谐 课堂讲义理解 深化 探究 一 波的形成和传播1 波的形成传播波的物质 如水 绳 空气等 可以分成许多小部分 每一小部分都可以看作质点 当其中一个质点振动时 由于质点间的相互作用 就带动相邻的质点振动起来 该质点又带动后面的质点振动起来 这样振动的状态就传播出去 形成了机械波 2 机械波的传播 1 各质点的振动周期都与波源的振动周期相同 2 离波源越远 质点的振动越滞后 但各质点的起振方向与波源起振方向相同 3 波传播的只是振动形式 介质中的每个质点只在自己平衡位置附近振动 并不随波迁移 例1下列关于机械波的说法中 正确的是 a 各质点都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的振动 后一质点的振动必定落后于前一质点d 各质点随波的传播而迁移e 离波源越远 质点的振动频率越小 解析振源依靠介质中各相邻质点间的相互作用力使周围的质点依次振动起来 且后一质点的振动必定落后于前一质点 选项b c正确 质点只在它们各自的平衡位置附近做受迫振动 它们振动的频率均与波源的频率相同 选项a正确 e错误 波在传播过程各质点不随波迁移 选项d错误 答案abc 例2如图1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1 1 t 时 质点8 12 16的运动状态 是否运动 运动方向 如何 解析各质点在各时刻的情况 如图所示 答案见解析 答案见解析 借题发挥根据波的形成特点 先振动的质点带动后面的质点振动 后面质点总是落后于前面质点的振动 每一个质点都在自己的平衡位置附近振动 正确画出各时刻的波形图 可以使问题变得更形象直观 二 振动与波动的区别与联系1 区别 1 研究对象不同振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象 波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象 2 运动成因不同振动是质点由于某种原因离开平衡位置 同时受到指向平衡位置的力 回复力的作用 波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动 并将振动形式由近及远传播开去 各质点间存在相互作用的弹力 各个质点受到回复力作用 3 运动性质不同质点的振动是变速运动 在同一介质中波动的传播速度不变 2 联系 1 振动是波动的起因 波是振动的传播 2 有波动一定有振动 有振动不一定有波动 3 波动的周期等于质点振动的周期 波动和振动都是周期性运动 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 解析机械波的产生条件是有波源和介质 由于介质中的质点之间相互作用 一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而形成波 所以选项a和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 波源一旦将振动传给了介质 振动就会在介质中向远处传播 当波源停止振动时 介质仍然继续传播波源振动的运动形式 不会随波源停止振动而停止传播 即波不会停止传播 选项d错误 答案ab 针对训练关于振动和波的说法正确的是 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 质点的振动方向总是垂直于波的传播方向 解析机械振动在介质中向外传播就形成了机械波 所以有机械波必定有机械振动 但如果只有振动 而没有介质的传播就不会有机械波的产生 因各质点的振动都是重复波源的振动 不论距波源远近 振动的快慢都一样 波分横波和纵波 纵波的质点振动方向与波的传播方向在一条直线上 答案a 对点练习巩固 应用 反馈 1 2 3 波的形成和传播1 关于机械波的以下说法中 正确的是 a 发生波动需要两个条件 波源和介质b 波动过程是介质质点由近及远移动的过程c 波动过程是能量由近及远传递的过程d 波源与介质质点的振动都是自由振动 1 2 3 解析波源 即振源 振动时 依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来 形成机械波 各质点只在平衡位置附近做振动 并不随波向外迁移 仅把振源的振动和能量传播开来 波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动 是一种阻力 所以波源的振动不可能是自由振动 相邻的介质质点间存在相互作用 故介质质点也不是自由振动 答案ac 1 2 3 2 如图2所示 沿水平方向的介质中的部分质点 相邻质点间的距离相等 其中o为波源 设波源的振动周期为t 自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时 经过 质点1开始振动 则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是 图2 1 2 3 a 介质中所有的质点的起振方向都竖直向下 图中质点9起振最晚b 图中所画出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起振时 通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同位置时落后d 只要图中所有的质点都已振动了 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次振动 则质点9发生的是第98次振动 1 2 3 解析由题图可知 质点9是图中距波源最远的点 尽管与振源起振方向相同 但起振时刻最晚 故选项a正确 选项b错误 质点7与质点8相比较 质点7是质点8的前质点 7 8质点间的振动步调相差 故选项c正确 质点9与质点1相距2个波长 质点9比质点1晚2t开始起振 一旦质点9起振后 质点1 9振动步调就完全一致 故选项d正确 答案acd 1 2 3 波动与振动的区别与联系3 下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是 a 某物体做机械振动 它周围的介质中就一定产生机械波b 波源停止振动后 已形成的机械波仍能在介质中继续传播c 机械波传播的只是机械振动的形式和能量 参与波