人教版选修34 波的形成和传播 第1课时 教案.docx

12.1 机械波的形成和传播 教学目标: (1)明确机械波的产生条件； (2)掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征； (3)了解机械波的种类极其传播特征； (4)掌握描述机械波的物理量(包括波长、频率、波速)。教学重、难点重点：横波的形成和传播难点：质点的振动和波的传播之间的关系教学过程: 在日常生活中，我们看到投石于水中，会激起一圈圈起伏不平的水面波向周围传播，物体发出的声音通过声波传给我们使我们能听到，远处发生的地震激起的地震波传给我们使我们受到震撼如此等等，我们已在不断地感受到一种广泛存在的运动形式波动1机械波的产生条件 例子水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。 演示绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。以上两种波都可以叫做机械波。(1)机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波.(2)机械波的产生条件：振源和介质。振源产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是振源。介质传播振动的媒质，如绳子、水。2机械波的形成过程(1)介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象为(图1所示)(2)机械波的形成过程：由于相邻质点的力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动向远处传播。例如：图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点，质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t0)各质点的位置，这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动，设振动周期为t，则第二行表示经过t/4时各质点的位置，这时质点1已达到最大位移，正开始向下运动；质点2的振动较质点1落后一些，仍向上运动；质点3更落后一些，此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过t/2时各质点的位置，这时质点1又回到平衡位置，并继续向下运动，质点4刚到达最大位移处，此时振动传到了质点7。依次推论，第四、五、六行分别表示了经过3t/4、t和5t/4后的各质点的位置，并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。3对机械波概念的理解(1)机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；(2)当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式(演示横波演示器)； 各质点振动周期相同（由振源决定，即与振源振动周期相同） 各质点振幅相同（不考虑能量损失时） 各质点刚开始振动的方向相同(3)波是传播能量的一种方式。【注意】有振动不一定存在波，有波一定存在振动4波的种类按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：横波和纵波。(1)横波定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直。波形特点：凸凹相间的波纹(观察横波演示器)，又叫起伏波。如图3波形所示。(2)纵波定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如图4波形所示。例：声波是纵波，其中：振源声带；介质空气、固体、液体。地震波既有横波又有纵波。水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。5.波动和振动 区别振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动 联系 （1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期 （2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动 （3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动 （4）波动是振动形式（信息）的传播过程课堂练习: 1在以下各种波中，属于机械波的是（ ） a水波 b光波 c无线电波 d地震波 2关于机械振动和机械波的关系，应是（ ） a有振动必有波 b有波必有振动 c有振动不一定有波 d有波不一定有振动 3波在传播过程中，正确的说法是（ ） a介质中的质点随波迁移 b波源的振动能置随波传递 c振动质点的频率随着波的传播而减小 d波源的能量靠振动质点的迁移随波传递 4机械波是 过程；形成机械波的条件是存在 和 。 5出现波峰和波谷的波是 ；出现密部和疏部的波是 。 参考答案1ad 2bc 3b 4机械振动在介质中的传播 波源 介质 5横波 纵波。作业：1(多选)机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波。关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是()a在横波中二者方向有时相同b在横波中二者方向一定不同c在纵波中二者方向有时相同d在纵波中二者方向一定不同解析：选bc在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故a错误、b正确；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故c正确、d错误。2(多选)把一根长而软的螺旋弹簧竖直提起来，手有规律地上下振动，则()a在弹簧上形成一列机械波b在弹簧上形成波峰和波谷c弹簧上的质点自上而下振动d弹簧上的机械波自上而下传播解析：选ad手有规律地上下振动时弹簧上各质点也上下振动，形成纵波，向下传播，故a、d均正确，b、c错误。3(多选)把闹钟放在密闭的玻璃罩内，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声。但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽出去，就听不到闹钟的铃声。这说明()a声波是纵波b抽去玻璃罩内的空气后，闹钟不再响铃了c气体和固体都能传播声音d声波不能在真空中传播解析：选cd根据题中叙述的现象，无法说明声波是纵波，选项a错；抽去玻璃罩内的空气，不会使闹钟停止响铃，选项b错；抽去玻璃罩内的空气前，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声，说明玻璃罩和空气都能传播声音，选项c对；抽去玻璃罩内的空气后，就听不到闹钟的铃声，说明声波不能在真空中传播，选项d对。4关于振动和波的关系，下列说法正确的是()a如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止b发声体在振动时，一定会产生声波c波动的过程是介质质点由近及远的传播过程d波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程解析：选d波源停止振动，介质中的质点仍然在振动，所以波仍继续传播，选项a错误；产生波的条件必须有介质，选项b错误；在振动过程中质点不随波的传播而迁移，只是向外传播信息和能量，选项c错误，选项d正确。5在平静的湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈的向外传播，当波传播到小木条处时，小木条将()a随波纹漂向湖岸b不动c向波源处漂动 d在原来位置上下振动解析：选d介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，介质质点只在自己的平衡位置附近振动，向外传播的只是振动形式和能量，生活中的水面上的一些漂浮物会沿波向外移动，是因为外界另外一些因素的干扰，如风的吹动等，故d正确。6.如图1所示为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到b点的波形，由图可判断出a点刚开始的振动方向是()图1a向左b向右c向下 d向上解析：选d由于波刚刚传到b点，所以b点此时的振动方向就是波源的起振方向，由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道，b质点此时正向上振动，所以波源a质点刚开始的振动方向向上，选项d正确。7(多选)如图2所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中o为波源，设波源的振动周期为t，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经质点1开始振动，则下列关于质点的振动和介质中的波的说法中正确的是()图2a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振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后d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，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动解析：选acd从题图可知，质点9是图中距波源最远的点，尽管与波源起振方向相同，但起振时刻最晚，故a正确，b错误；质点7与质点8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c正确；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的振动步调就完全一致，d正确。8如图3所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、dh等质点这一时刻的速度方向。图3解析：由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复，比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点。此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方