新教材高中物理第三章机械波1波的形成课件新人教版选择性必修第一册

1、第三章机械波物理观念： 知道波的特征，横波和纵波的概念；能用图像描述横波理解波速、波长和频率的关系科学思维：通过观察，认识波的特征能区别横波和纵波知道波的反射和折射现象能解释多普勒效应产生的原因能列举多普勒效应的应用实例科学探究：通过实验，了解波的干涉和衍射现象通过实验，认识多普勒效应科学态度与责任：用波动演示器显示波的叠加观察音叉双臂振动激发的水波干涉现象学生们手拉手站成一排，依次下蹲、起立，模拟机械波查阅资料，了解多普勒效应的实际应用查阅资料，举办关于机械波的讨论会本章是力学的最后一章，整体难度并不大，属于高考的重点本章引导学生通过研究机械波现象，拓展对物理世界的认识和理解；通过创设学生感

2、兴趣的问题情境，引导学生运用已有的概念和规律分析常见的机械波现象本章重点知道波的产生和传播，横波和纵波的异同点；知道波的反射、折射、衍射、干涉等现象，能解释多普勒效应产生的原因；理解波速、波长和频率的关系本章难点能分析波的图像问题，能用图像描述横波；理解波速、波长和频率的关系，并能进行相关计算；能分析波的多解问题1波的形成学习目标学法指导1理解机械波的形成过程和传播条件2知道机械波的分类横波和纵波3明确机械波传播的特点4通过对波的认识和理解，逐步提高空间想象能力1通过实验和观察，认识机械波的特征、性质、类别2通过对公式和概念的分析理解，深入掌握机械波的变化及应用知识导图预习导学 | 新知领悟1

3、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波的形成和传播带动跟着振动振动2介质(1)定义：波借以_的物质(2)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(1)形成：_在介质中传播，形成机械波(2)产生条件：要有_；要有传播振动的_传播相互作用机械振动波源介质(3)特点：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_这种运动形式介质中本来静止的质点，随着波的传播而发生振动，可见波是传递_的一种方式我

4、们能用语言进行交流，说明波可以_振动能量传递信息1振动和波的关系是什么？有振动是否一定有机械波？【答案】波源和介质是形成机械波的必要条件，二者缺一不可，有振动不一定有机械波，有机械波一定有振动2机械波形成后，若波源停止振动，机械波会立即消失吗？【答案】不会波源停止振动后，机械波传递的能量并没有立即消失，因此机械波不会立即消失如图所示是一列沿着绳向右传播的波形图，此时波刚传到B点，由图可判断波源A点开始的振动方向是_【答案】向上【解析】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1

5、对比横波和纵波相互垂直最高处最低处在同一直线上最密最疏2说明发声体振动时在空气中产生的声波是_，声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播纵波地震波既有横波也有纵波，试分析哪一种波对地面建筑物的破坏力大【答案】横波振动方向与波前进方向垂直，而纵波振动方向与传播方向一致在震中区，地震波直接入射地面，横波表现为左右摇晃，纵波表现为上下跳动另外，横波振幅比纵波大，破坏力大，所以横波的水平晃动力是造成建筑物损坏的主要原因(多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是()A质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫作横波B质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波C横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部

6、D地震波是纵波【答案】ABC【解析】本题考查纵波和横波的概念由定义知，A、B、C正确地震波中既有横波，又有纵波，故D错误多维课堂 | 素养初培艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目.19世纪末20世纪初起源于欧洲艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图机械波的形成及特点问题(1)丝带上的各点有没有随波迁移？(2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？【答案】(1)没有波传播的只是振动这种运动形式，介质中各质点本身并不会随波迁移(2)不会波传递的是能量，波源停止振动，但能量还会依次向外传播1机械波的形成探究总结2机械波的特点(1)机械

7、波传播的是振动形式、能量和信息，介质中各质点本身并不随波传播而迁移，而是在各自的平衡位置附近振动(2)由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动，所以各个质点都在做受迫振动，因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同(3)在不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同，各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同(4)机械波也可传播波源的信息，我们用语言进行交流，是利用声波传递信息(5)机械波是一种“集体运动”，波的形成离不开介质中大量质点的集体振动，单个质点不能形成机械波特别提醒：(1)有波源和有介质是形成机械波的必需条件，二者缺一不可有振动不一定有机械波，有机械波一

8、定有振动(2)机械波在介质中传播时，介质中的各点不随波向前迁移，只在各自的平衡位置附近做往复振动素养点评：本探究通过对机械波的研究，培养“科学思维”素养【答案】见解析【解析】各质点在各时刻的情况，如图所示变式1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，那么树叶运动情况是怎样的？【答案】在原位置上下振动【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波的传播图像问题精练2一列横波某时刻的波形如图所示质点A的受力方向是_【答案】向下【解析】无论波向左还是向右传播，回复力始终指向平衡位置，且质点A的回

9、复力是由相邻的质点对质点A的作用力来提供，质点A的受力方向始终向下变式2一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示P为介质中的个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是v变_，a变_【答案】大小【解析】由题图知波传播方向沿x轴正方向，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点P的速度方向在该时刻开始的一段极短时间内沿y轴正方向，即向该质点的平衡位置运动，因此P质点速度增大；质点P做简谐运动，向平衡位置运动，相对于平衡位置的位移减小，所受回复力减小，因此加速度a减小，即v变大，a变小机械波的形成和传播特点1机械波的形成过程及特点可以概括为“带动、重复、

10、落后”，即前一质点“带动”后一质点振动，后一质点“重复”前一质点的振动形式，并且后一质点的振动“落后”于前一质点2就整个物体来说，呈现的现象是波动，而就构成物体的单个质点来说，所呈现的现象是振动3要画另一时刻的波形图，应先确定特殊点的位置，即此时刻在平衡位置或最大位移处的点，如波源1和质点5、9、13，这些点的位置确定后，其他点可顺势找出.问题(1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与传播方向是什么关系？(2)图乙是声波，其中质点的振动方向与传播方向是什么关系？【答案】(1)相互垂直(2)在同一条直线上横波与纵波横波与纵波的比较探究总结名称横波纵波概念质点的振动方向和波的传播方向相互垂直的波质点的

11、振动方向和波的传播方向在同一直线上的波介质只能在固体介质中传播在固体、液体和气体介质中均能传播特征在波动中交替、间隔出现波峰和波谷在波动中交替、间隔出现密部和疏部特别提醒：(1)绳波和声波分别是典型的横波和纵波，水波是比较复杂的机械波，不是横波(2)在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同素养点评：本探究通过“横波与纵波”的分析和研究，培养“物理概念”素养横波和纵波的区别精练3机械波按质点的振动方向与波的传播方向的关系可分为横波和纵波(1)(多选)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

12、二者方向有时相同D在纵波中二者方向一定不同(2)如图所示，若一列横波在x轴上传播，a点是波传播方向上的某一质点，则质点a的振动方向一定上下振动吗？【答案】(1)BC(2)不一定【解析】(1)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)不一定因为此波为横波，可知质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，此波在x轴上传播，可知质点a的振动方向应在过a点且垂直于x轴的平面内，即质点a的振动方向可沿此平面的任意方向，不一定是上下方向的振动变式3(多选)下列关于横波与纵波的说法中，正确的是()

13、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横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播【答案】CD【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错误；水波既不是横波，也不是纵波，它的运动形式比较复杂，故B错误；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，也有左右运动，故C、D正确对机械波的理解精练4下列关于波的现象的说法中正确的是()A只要有机械波产生，一定可以找到产生机械波的波源B把小石头扔到平静的湖水里，水面上便会激起水波，水波将促使水面上的漂浮物

14、向远方运动C某空间找不到机械波，则在这一空间一定没有波源D横波与纵波，其质点的振动方向不同，因此，横波和纵波不可能沿同一方向传播【答案】A【解析】我们在解决问题时，不能把几个并列的条件分开来看，A项中有机械波存在就一定具备了两个必要条件，A正确；若只有波源而无介质，也不能产生机械波，C错误；丢石块可以使漂浮物远去，但这不是激起的水波所产生的效果，如果仅靠水波，漂浮物只可能在原平衡位置做上下振动，漂浮物之所以向远方运动，是因为石块对漂浮物的水平冲击力使漂浮物远去，B错误；横波和纵波的质点振动方向不同，但可沿同一方向传播，D错误变式4(多选)下列关于机械波的说法中正确的是()A相邻的质点是相互做功

15、B纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D除波源外波中各质点都做受迫振动【答案】ACD【解析】机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；波传播的过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，故B错误；每个质点都是由波源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与波源的频率相同，并且都“仿照”波源振动，故C、D正确解答波动问题的两个关键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

16、特点确定质点的位置和速度的方向核心素养微专题振动与波动的比较名称振动波动运动现象振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象波动是大量质点受到扰动时，从扰动中心传播开来的周而复始的运动现象运动成因物体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作用介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并由近及远的传播开去，且各部分都受到指向原平衡位置的力的作用名称振动波动运动性质变加速运动在均匀介质中匀速向前传播能量变化动能与势能相互转化，如果是简谐运动，机械能保持不变波的传播过程是能量传递过程，当波源停止振动不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来【考题延伸】(多选)(2021届襄阳第四

17、中学月考)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，波是振动的传播形式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【答案】AB【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，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， C错误；波源一旦将振动传播给了介质，振动就会在介质中向远处传播，而当波源停止振动时，振动在介质中仍然继续传播，不会随波源停止振动而停止传播， D错误素养点

18、评：本题通过考查振动和波动的理解，培养学生的“物理观念”素养课堂小练 | 素养达成1关于机械波的下列说法中，正确的是()A自然界所刮的风就是一种机械波B波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C波将波源的运动形式传播出去的同时，也可以传递信息D能传播机械波的介质一定是可以自由流动的【答案】C【解析】自然界所刮的风，实质上是由于压强差等因素引起的空气流动，不是机械波，故A错误；波是运动形式的传播，是能量传递的一种方式，但各质点均在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，故B错误；波不仅能传播运动形式，它也是信息传递的载体，故C正确；固体也能传播机械波，故D错误2关于机械振动和机械波下列叙述不

19、正确的是()A有机械振动必有机械波B有机械波必有机械振动C在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移D在波的传播中，如果振源停止振动，波的传播并不会立即停止【答案】A【解析】机械振动是形成机械波的条件之一，有机械波一定有机械振动，但有机械振动不一定有机械波，A错误，B正确；波在传播时，介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动，它们不随波的传播而发生迁移，C正确；振源停止振动后，已形成的波仍继续向前传播，直到波的能量消耗尽为止，D正确3区分横波和纵波是根据()A是否沿水平方向传播B质点振动的方向和波传播的远近C质点振动的方向和波传播的方向的关系D质点振动的快慢【答案】C【解析】横波与纵波的区别是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系判断的