宁夏银川市高中物理 第十二章 机械波 12.1 波的形成和传播课件 新人教版选修3-4.ppt

1、第十二章 机械波,第1节 波的形成和传播,声波,水波,绳波,光波,电磁波,地震波,生活中无处不在的波,学习目标,1.通过实验演示和分析讨论，让学生认识机械波的形成过程和产生条件。 2.了解横波和纵波的概念及特点,知道二者的区别。 3.理解波动和振动的联系和区别。 4.知道波传播的是振动形式和能量，波可以传播信息。,观察,波：振动的传播过程,由波源向外（由近及远）的传播过程,前面的质点先振动,一、波的形成和传播,绳波的形成过程分析：,1.绳子可看成由很多微小部分组成，每一部分均可看成_。 2.无外来扰动前，各个质点排在同一直线上，各质点所在位置称为各自的_。 3.外来扰动首先引起绳中某一质点振动

2、，首先振动的质点称为_。,质点,平衡位置,波源,一、波的形成和传播,绳波的形成过程分析：,4.各质点之间存在着_，波源质点_邻近质点振动。 5._的振动形式由近及远传播出去形成_。,相互作用力,带动,波源,机械波,结论：波源振动起来时，带动相邻的质点振动，这个质点又带动更远的质点振动，这样波源的振动就传播出去了，形成机械波。,如：介质中各个质点是不是同时起振？ 起振方向与波源起振方向什么关系？ 波向右传播，质点是不是也向右迁移？,观察与思考：波的形成和传播有哪些特点？,一、波的形成和传播,一、波的形成和传播,1.介质各个质点不是同时起振，离波源近的质点振动的早。,2.每个质点开始起振方向均与波

3、源起振方向相同。,3.质点只在平衡位置振动，并不随波迁移。,4.波传播的是振动形式和能量,且能传递信息。,5.传播过程中各质点的振动都是受迫振动，驱动力来源于波源，各质点振动频率都等于波源频率。,带动性 滞后性 重复性,质点的振动方向与波的传播方向垂直。,2.横波的特点：,波峰 波谷,1.横波：,二、波的分类,横波也叫凹凸波。,质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。,4.纵波的特点：,疏部 密部,3.纵波：,纵波,二、波的分类,纵波也叫疏密波,波峰,波谷,疏部,密部,声波是纵波；,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。其特点较接近横波。,二、波的分类,横波和纵波的

4、区别,机械振动在介质中的传播形成机械波。,同时存在波源和介质,1.介质和波源：,介质借以传播波的物质,波源介质中最早开始振动的质点,2机械波：,3机械波的产生条件:,三、机械波,有振动不一定存在波，有波一定存在振动,注意:,4.传播特点：机械波向外传播的是波源的振动形式，介质中各质点不随波发生迁移。 （1）轨迹：各个质点均在自己的平衡位置附近做简谐振动。 （2）步调：在波的传播方向上各质点依次开始振动（滞后性）,三、机械波,周期：各质点振动周期都等于波源的振动周期(受迫振动),三、机械波,振幅：各质点振幅相同（不计能量损失）,起振：各质点起振方向都相同（同波源起振方向）,5.质点振动的特征：,

5、6.能量特点：波是传递能量的一种方式。,波向外传播的是波源的振动形式(向外传递信息和能量),四、机械波与机械振动的区别和联系,1区别 （1）研究对象不同振动研究的是单个质点的往复运动；波动研究的是介质中大量质点的某一时刻的集体振动。 （2）运动性质不同各质点的振动是变加速运动；而机械波在同种均匀介质中的传播是匀速直线运动。,四、机械波与机械振动的区别和联系,2联系： （1）周期性：波动质点周期等于波源质点的振动周期 （2）从介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动； 从介质的整体来看，所呈现的现象是波动。 （3）振动是波动的必要条件，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

6、程。,单个质点所表现出的 周期性运动,大量质点共同表现出的周期性运动,质点受到指向平衡位置的回复力作用,介质中相邻质点间存在相互作用的弹力,振动是波动的起因,波动是振动的传播,小 结,一、机械波：,1、机械波：,2、产生条件：,同时存在波源（振动）和介质,3、机械波的形成过程：,二、机械波的分类：,1、横波：,质点振动方向与波的传播方向垂直。,2、纵波：,质点振动方向与波的传播方向在同一直线上,有波峰、波谷。,有疏部、密部。,机械振动在介质中的传播,形成机械波,3、声波是纵波,4、地震波既有横波又有纵波,小 结,三、机械波的传播特点：,1、机械波向外传播的是振动形式，各质点不随波发生迁移 （1

7、）波传播时，各个质点在自己的平衡位置附近往复振动 （2）在波的传播方向上各质点依次开始振动,先振动质点带动后一质点 后一质点重复前一质点振动 后一质点滞后于前一质点 每一质点的起振方向都相同,2、波是传播振动形式和能量的一种方式，波是信息的载体。,四、波动与振动的比较,1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 2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）从某一质点来看，所呈现的现象是振动，从整体来看，所呈现的现象是波动 （3）振动（波源）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（能量、信息）的传播过程,小 结,典例分析,

8、【例1】日常生活中，发现皮球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？,解析：不能向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去。但是，每个参与振动的水滴只是上下振动并不向外迁移，所以皮球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。,典例分析,【例2】如图是一列向右传播的横波在某时刻的情况，在波中标出A、B、C、D、E五个质点在此时刻的振动方向。,答案：A点振动的方向向下，B点振动的方向向上，C点的振动方向向上，D点的振动方向与B、C相同，E点的振动方向向下。,1.有关机械波的论述，下列说法正确的是： A、在机械波的形成过程中介质中的质点随波一起迁移； B、机械

9、波传播的是机械振动的振动形式； C、介质中的各个质点的周期不同； D、机械波传播的是振源的振动能量，它是能量传播的一种方式。,巩固练习,BD,2.有关机械波的论述，下列说法正确的是： 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，后一质点的振动必落后于前一质点 D.各质点也随波的传播而迁移,巩固练习,ABC,3.一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（ ） A.它们的振幅相同 B.该时刻质点D和F的速度方向相同 C.质点A和C的开始振动的速度方向一定相同 D.从此时算起，质

10、点B比C先回到平衡位置 E.该时刻质点D的速度方向向右,巩固练习,ACD,4.关于横波和纵波，下列说法中正确的是 ( ) A.质点作上下振动的波叫纵波 B.沿水平方向传播的波叫横波 C.质点的振动方向与波的传播方向在同一条线上的波叫纵波 D.区分纵、横波的依据是质点振动方向和波传播方向关系,CD,巩固练习,巩固练习,5.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,CD,巩固练习,6.一列横波在某时刻的波形图象如图所示

11、，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是( ) A.波水平向右传播 B.质点H与质点F的运动方向相同 C.质点C比质点B先回到平衡位置 D.此时刻质点C的加速度为零,【典例1】如图所示,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:,(1)t= 时,质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何? (2)t= 时,质点8、12、16的运动状态如何? 【解题指导】(1)波的形成和传播过程中，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规律. (2)各质点的振动规律相同，只是振动的先后不同.,【标准解答】各质点在各时刻的情况.如图所示. (1)由甲图可知,t= 时,质点8未达到波峰,正在向上振动,质点12、16未振动. (2)由乙图可知,t= 时,质点8正在向下振动,质点12向上振动,质点16未振动.,【规律方法】波动过程中介质中各质点的运动