3.1波的形成学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册(含答案)

机械波3.1波的形成【课前预习】一、波的形成1.波：的传播称为波动，简称波。2.波的形成和传播当手握绳端上下振动时，绳端相邻的质点，使它也上下振动。这个质点又更远一些的质点……绳子上的质点都跟着起来，只是后面的质点总比前面的质点一些开始振动，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了，整体上形成了凹凸相间的波形。二、横波和纵波1.横波：质点的振动方向与波的传播方向的波，叫作横波。在横波中，凸起的最高处叫作，凹下的最低处叫作。2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向在的波，叫作纵波。在纵波中，质点分布最密的位置叫作，质点分布最疏的位置叫作。3.横波与纵波的区别：横波和纵波是按照质点振动方向和波方向的关系来区别的。4.声波：发声体振动时在空气中产生的声波是波。声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。三、机械波1.形成：机械振动在中传播，形成了机械波。2.特点：①介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只有这种运动形式。②波是传递的一种方式。③我们能用语言进行交流，说明波可以传播。【判一判】(1)形成机械波一定要有振源和介质。()(2)横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移。()(3)机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动。()(4)机械波的传播过程也就是能量的传递过程。()【课堂练习】例1.例2.如图所示是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，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。t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是()A.质点6开始振动时的运动方向向下B.t＝时质点6的速度方向向下C.t＝时质点10的运动方向向上D.t＝T时质点16开始运动例3.关于横波和纵波，下列说法正确的是()A.振源上下振动形成的波是横波B.振源水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波D.质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波例4.(多选)关于机械波的以下说法中，正确的是()A.波动发生需要两个条件：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.机械波在传递信息的同时，质点也随波迁移【课后作业】关于机械波的形成，下列说法中正确的是 ()A.物体做机械振动，一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一些，各质点振动的频率都相同C.质点振动方向一定垂直于波的传播方向D.机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递2.将一个小石子扔进平静的湖水中，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，则树叶将 ()A.渐渐漂向湖心 B.渐渐漂向湖边C.在原处上下振动D.沿着波纹做圆周运动3.下列关于横波、纵波的说法中,正确的是 ()A.横波中,质点的振动方向一定与波的传播方向垂直B.横波中,质点的振动方向也可能与波的传播方向平行C.纵波中,波水平向右传播,各个质点一定上下振动D.横波中振动质点不随波迁移,纵波中振动质点随波迁移4.下列关于纵波的说法中，正确的是 ()A.在纵波中，波的传播方向就是质点的振动方向B.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上C.纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直D.纵波也有波峰和波谷5.(多选)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6.如图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 ()A.向下B.向上C.向左D.向右7.(多选)如图，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P(图中未画出)，t=0时，O点位于最高点，P点位于最低点，则 ()A.t=T4时，P点位于平衡位置上方B.t＝时，P点位于平衡位置上方C.t=时，P点的速度方向水平向右D.t=时，P点的速度方向竖直向上8.(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻质点间距离相等，其中0处为波源，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中正确的是()A.介质中所有点的起振方向都是竖直向下的，但图中9点起振最晚B.图中所画的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振方向是不相同的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的时间比质点7通过相同位置落后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，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9.如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动其余质点依次上下振动，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。（1）t＝时，质点8、12、16的运动方向如何？t＝时，质点8、12、16的运动方向如何？（3）t＝T时，质点8、12、16的运动方向如何？3.1波的形成答案一、振动带动带动振动迟二、相互垂直波峰波谷同一直线上密部疏部传播方向纵三、介质振动能量信息√××√C介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，A错误；经过t＝eq\f(T,2)质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点5振动到正的最大位移处，根据带动法可知，质点6在平衡位置上方，向上振动，即速度的方向向上，B错误；t＝eq\f(3T,4)时质点1振动到负的最大位移处，质点9振动到正的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点振动方向都向上，C正确；t＝T时质点17开始运动，D错误。例3.C解析根据横波和纵波的概念，质点振动方向与波的传播方向垂直者为横波，沿同一直线者为纵波，并不是上下振动与水平振动的问题，所以选项A、B错误；质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，并不能说明是沿同一直线，故选项D错误，C正确。例4.AC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。作为介质的各质点只在平衡位置附近振动，并不随波向外迁移，仅把振源的振动形式和能量传播开来。波源和介质质点之间的相互作用力带动相邻的质点振动，是受迫振动。故介质质点的振动不是自由振动。选项A、C正确，B、D错误。B机械波是机械振动在介质中传播形成的，有机械振动不一定有机械波，还必须有传播振动的介质，故A错误;机械波中各振动质点都在重复波源的振动，振动频率都等于波源的频率，只是离波源越远，开始振动的时间越落后，故B正确;在纵波中质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上，并不垂直，故C错误;机械波向外传播的是运动的形式和振动的能量，介质并不随波迁移，故D错误。故选B。C水波传播过程中水面各质点上下振动，不随波迁移，故选C。A横波的传播方向与质点的振动方向垂直,纵波的传播方向与质点的振动方向在一条直线上,选项A对,B、C错;横波和纵波中振动质点都不随波迁移,选项D错。B纵波中质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，故B正确，A、C错误;纵波没有波峰和波谷，只有密部和疏部，故D错误。AB机械波的产生条件是有波源和介质，波源振动，依次带动介质中的质点振动，并将振动的形式由近及远传播而形成波，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，而质点振动的速度随时间周期性地发生变化，选项C错误;波源一旦将振动传播给了介质，振动就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，选项D错误。B绳子上向右传播的波是横波，质点的振动方向与波的传播方向垂直，不可能沿水平方向，故C、D错误。由“带动法”可知图示时刻B点振动方向向上，则A点刚开始的振动方向向上，故B正确，A错误。BDt=T4时，P点从最低点经历14个周期后回到平衡位置，故A错误；t＝时，P点位于平衡位置上方；t=时，P点由最低点回到平衡位置，的速度方向竖直向上。8.ACD根据波的产生和传播过程可知，传播过程中各质点的振动都是重复波源的振动，所以所有质点的起振方向都相同，为竖直向下，但从时间上来