机械波的产生和传播课件2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择必修第一册

第一节机械波的产生和传播第三章机械波1.能对波动现象进行分析和推理,认识波的形成过程,培养科学思维.2.知道机械波的产生条件,知道什么是横波、纵波.3.认识波是振动的传播形式,知道波在传播振动形式、能量和信息,强化物质运动的物理观念.[学习目标]

知识点一机械波的产生和传播「情境导学」如图所示,准备一根长约10m的软绳并放置在水平面上,将绳上的两点做上不同颜色的标记.固定一端,用手握住绳的另一端,拉直软绳.(1)如果手不做左右振动,绳子处于什么状态?提示:(1)静止状态.(2)手分别向左和向右各抖动一次,并立即复原,你看到了什么现象?提示:(2)绳子向左抖动一次,在绳子上向左形成一个凸起的波形,并向另一端传去;向右抖动一次,在绳子上形成向右凸起的波形,并向另一端传去.(3)手连续左右抖动,你看到了什么现象?提示:(3)会在绳子上形成一列凹凸相间的波形,并向另一端传去.(4)绳上有标记的两点怎样运动?随波前进吗?软绳一端的振动是怎样传到绳的另一端的?提示:(4)绳上标记的两点重复手的振动,绳上标记的两点并不随波前进,软绳前边的质点带动后边的质点振动.「知识整合」1.认识机械波(1)机械波:机械振动在

中的传播.(2)机械波产生的条件.①波源:产生机械波的

.②介质:传播机械振动的媒介.媒介振动源2.机械波的传播(1)成因:波源带动相邻质点做

振动,该质点振动后会同样带动其相邻质点做受迫振动,即绳子上每个振动的质点又如

带动下一个质点的运动.(2)特点.①机械波传播的是振动的

.②波是传递

的一种方式.③每个质点只是在

附近做上下振动,并未形成沿机械波传播方向的宏观移动.受迫新的波源运动形式能量平衡位置3.波动过程中各质点的运动特点(1)各个质点都做受迫振动,各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同.(2)各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同.(3)不考虑能量损失时,各质点振动的振幅相同.正误辨析(1)有振动就一定有机械波.(

)(2)振源振动停止后波的传播立刻停止.(

)(3)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.(

)(4)波的传播速度就是质点移动的速度.(

)(5)各质点开始振动的方向(起振方向)与波源起振的方向有可能不一致.(

)×√×××【答案】见解析【答案】见解析振动和波动的区别与联系·归纳总结·区别与联系振动波动区别研究对象往复运动,研究的是单个质点的“个体行为”研究的是大量质点的“群体行为”力的来源可以由作用在物体上的各种性质的力提供联系各质点的弹力运动性质质点做变加速运动在同一种均匀介质中是匀速向前传播的联系(1)振动是波动的原因,波动是振动的结果;有波动必然有振动,但有振动不一定有波动。(2)波动的性质、频率和振幅都与波源相同[例2](振动与波)如图所示是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形.(1)判断图示时刻Q质点的振动方向.【答案】(1)向上【解析】(1)P质点为波源,Q质点在右侧质点的带动下将向上振动.(2)P质点从平衡位置刚开始振动时,是朝着哪个方向运动的?【答案】(2)向上【解析】(2)由(1)可知,当波恰好传到Q质点时,Q质点起振方向向上,故波源P质点从平衡位置开始振动时的方向也向上.(3)此波是否是P质点移动到Q质点形成的?【答案】(3)不是【解析】(3)机械波只是传播振动形式,质点并不随波迁移.[训练1](2025·广东期末)一学生看见平静的湖面上漂浮着一小块泡沫,想把它拾起来扔到垃圾桶,于是向湖中投入一石块,在湖面上激起水波.关于泡沫的运动情况,下列说法正确的是(

)[A]泡沫不能被波浪推动,最多只能在湖面上上下振动[B]投入的石块质量越大,波浪越容易将泡沫推至岸边[C]不知泡沫离波源的远近如何,无法确定泡沫的运动情况[D]因“随波逐流”,波浪会将泡沫推至岸边A【解析】波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置附近上下振动,并不随波迁移,B、C、D错误,A正确.知识点二横波与纵波如图甲所示,用手分别沿着竖直方向、水平方向抖动一端拴在树上的绳子,形成两列凹凸相间的波形;如图乙所示,弹簧的右端固定,手握轻弹簧的左端左右有规律地振动,弹簧便形成疏密相间的波形.「情境导学」(1)图甲中绳子的振动方向与其形成的波的传播方向有什么关系?提示:(1)垂直.(2)图乙中弹簧振动方向与其形成的波的传播方向有什么关系?提示:(2)在同一直线上.(3)为了区别图甲与图乙中的两种波,如何描述它们?提示:(3)题图甲中的波称为横波,题图乙中的波称为纵波.「知识整合」横波和纵波的比较项目横波纵波概念在波动中,质点的振动方向和波的传播方向相互

.在波动中,质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上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垂直说明:(1)绳波为横波,声波为纵波.(2)有些波既有横波,也有纵波.例如:地震波.[例3](对横波和纵波的理解)(2025·广东深圳期末)关于横波和纵波,下列说法正确的是(

)[A]对于横波,质点的振动方向与波的传播方向不一定垂直[B]振源上下振动形成的波为横波[C]对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反[D]空气中只能传播横波C【解析】横波的特征是质点的振动方向与波的传播方向垂直,A错误;并非上下振动产生的波就是横波,如上下振动且上下传播的波是纵波,B错误;纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,方向有时相同,有时相反,C正确;横波不能靠空气传播,空气中只能传播纵波,D错误.知识点三“带动法”判断质点的振动方向1.“带动法”原理:先振动的质点带动邻近的后振动的质点.2.判断方法:在质点P靠近波源一方附近的波形上另找一点P′,P′为先振动的质点,若P′在P上方,则P向上运动;若P′在P下方,则P向下运动,如图所示.「知识整合」[例4](质点振动方向的判断)(多选)(2025·广东茂名月考)艺术体操中的“带操”表演中,运动员手持细棒抖动彩带的一端,彩带像波浪般翻卷.这是波在彩带上传播的结果.如图所示为“带操”表演中某时刻的照片,已知细棒在竖直方向抖动,P为彩带上的一个质点,若认为该波是向右传播的机械波,则下列说法正确的有(

)[A]图示时刻,质点P正在向右运动[B]质点P的振动频率等于细棒抖动的频率[C]图示时刻,质点P正在向下运动[D]图示时刻,质点P正在向上运动BD【解析】质点不随波迁移,A错误;质点的振动频率与振源频率相等,B正确;由于波向右传播,根据“带动法”可得,质点P正在向上运动,C错误,D正确.[训练2](2025·广东深圳月考)一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的形状,对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法正确的是(

)[A]质点B向右运动[B]质点D和质点F的速度方向相同[C]质点A和质点C的速度方向相同[D]从此时算起,质点B比质点C先回到平衡位置D【解析】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