【新步步高】2015-2016學(xué)年高二物理教科版選修3-4課件第二章-第1講-機(jī)械波的形成和傳播

1、,第1講　機(jī)械波的形成和傳播,目標(biāo)定位　1.理解機(jī)械波的形成過程和產(chǎn)生條件.2.知道波的種類及橫波和縱波的概念.3.明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn).,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥,一、機(jī)械波的形成和傳播1.波的形成由于繩的各部分之間都有相互作用的彈力聯(lián)系著，所以當(dāng)手抖動(dòng)繩的一端，緊靠這一端的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，它會(huì) 相鄰的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，依次傳遞下去.每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)繩一端的振動(dòng)，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)

2、動(dòng)狀態(tài)總是 于前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).,帶動(dòng),滯后,2.介質(zhì)能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì).3.機(jī)械波 在介質(zhì)中的傳播.4.波源引起 振動(dòng)的裝置.5.機(jī)械波是 這一運(yùn)動(dòng)形式(包括波源的振動(dòng)信息)的傳播，介質(zhì)本身并沒有沿著波的方向發(fā)生 .6.波是傳遞 的一種方式.,機(jī)械振動(dòng),初始,機(jī)械振動(dòng),遷移,能量,二、橫波與縱波1.按介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方

3、向的關(guān)系不同，常將波分為 和 .2.橫波(1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向 的波.(2)標(biāo)識(shí)性物理量①波峰：凸起來的 處.②波谷：凹下去的 處.,橫波,縱波,垂直,最高,最低,3.縱波(1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向 的波.(2)標(biāo)識(shí)性物理量①密部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布 的部分.②疏部：質(zhì)點(diǎn)分布

4、 的部分.4.簡(jiǎn)諧波：如果傳播的振動(dòng)是 運(yùn)動(dòng)，這種波叫做簡(jiǎn)諧波.,平行,密集,稀疏,簡(jiǎn)諧,課堂講義 理解·深化·探究,,一、波的形成和傳播1.波的形成傳播波的物質(zhì)，如水、繩、空氣等，可以分成許多小部分，每一小部分都可以看作質(zhì)點(diǎn).當(dāng)其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)，由于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，就帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，該質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，這樣振動(dòng)的狀態(tài)就傳播出去

5、，形成了機(jī)械波.,2.機(jī)械波的傳播(1)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同.(2)離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)越滯后，但各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源起振方向相同.(3)波傳播的只是振動(dòng)形式，介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移.,例1 　下列關(guān)于機(jī)械波的說法中，正確的是________.A.各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)B.相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力C.前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后

6、于前一質(zhì)點(diǎn)D.各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移E.離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率越小,解析　振源依靠介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力使周圍的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來，且后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)B、C正確；質(zhì)點(diǎn)只在它們各自的平衡位置附近做受迫振動(dòng)，它們振動(dòng)的頻率均與波源的頻率相同，選項(xiàng)A正確，E錯(cuò)誤；波在傳播過程各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案　ABC,例2 　如圖1所示，是某繩波形成過程的示意圖.質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿垂直直線方向做簡(jiǎn)諧

7、運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4……各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端.已知t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng)，t＝ 時(shí)，1到達(dá)最上方，5開始向上運(yùn)動(dòng).問：,圖1,(1)t ＝ 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向)如何？解析　各質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的情況.如圖所示.,答案　見解析,答案　見解析,借題發(fā)揮　根據(jù)波的形成特點(diǎn)，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后面質(zhì)點(diǎn)總是落后于前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在自己的平衡位置附近振動(dòng)

8、，正確畫出各時(shí)刻的波形圖，可以使問題變得更形象直觀.,二、振動(dòng)與波動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系1.區(qū)別(1)研究對(duì)象不同振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象.,(2)運(yùn)動(dòng)成因不同振動(dòng)是質(zhì)點(diǎn)由于某種原因離開平衡位置，同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力的作用.波動(dòng)是由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng)，并將振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)傳播開去，各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈力，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到回復(fù)力作用.(3)運(yùn)

9、動(dòng)性質(zhì)不同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，在同一介質(zhì)中波動(dòng)的傳播速度不變.,2.聯(lián)系(1)振動(dòng)是波動(dòng)的起因，波是振動(dòng)的傳播；(2)有波動(dòng)一定有振動(dòng)，有振動(dòng)不一定有波動(dòng)；(3)波動(dòng)的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期，波動(dòng)和振動(dòng)都是周期性運(yùn)動(dòng).,例3 　關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法中正確的是(　　)A.振動(dòng)是波的成因，波是振動(dòng)的傳播B.振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合 起來呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象C.波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度D

10、.波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播,解析　機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì).由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)之間相互作用，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以選項(xiàng)A和B正確；波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變，而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì)，振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播，當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，不會(huì)隨波源停止振動(dòng)而停止

11、傳播，即波不會(huì)停止傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案　AB,針對(duì)訓(xùn)練　關(guān)于振動(dòng)和波的說法正確的是(　　)A.有機(jī)械波必有振動(dòng)B.有機(jī)械振動(dòng)必有波C.離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)較慢D.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向,解析　機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中向外傳播就形成了機(jī)械波，所以有機(jī)械波必定有機(jī)械振動(dòng).但如果只有振動(dòng)，而沒有介質(zhì)的傳播就不會(huì)有機(jī)械波的產(chǎn)生.因各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是重復(fù)波源的振動(dòng)，不論距波源遠(yuǎn)近，振動(dòng)的快慢都一樣；波分橫波和縱波，縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方

12、向與波的傳播方向在一條直線上.答案　A,對(duì)點(diǎn)練習(xí) 鞏固·應(yīng)用·反饋,,,1,2,3,波的形成和傳播1.關(guān)于機(jī)械波的以下說法中，正確的是(　　)A.發(fā)生波動(dòng)需要兩個(gè)條件：波源和介質(zhì)B.波動(dòng)過程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)移動(dòng)的過程C.波動(dòng)過程是能量由近及遠(yuǎn)傳遞的過程D.波源與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是自由振動(dòng),1,2,3,解析　波源(即振源)振動(dòng)

13、時(shí)，依靠介質(zhì)中的相互作用力帶動(dòng)周圍各部分質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，形成機(jī)械波.各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做振動(dòng)，并不隨波向外遷移，僅把振源的振動(dòng)和能量傳播開來.波源和介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力阻礙波源的振動(dòng)，是一種阻力，所以波源的振動(dòng)不可能是自由振動(dòng).相鄰的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用，故介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)也不是自由振動(dòng).答案　AC,1,2,3,2.如圖2所示，沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn)，相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離相等，其中O為波源，設(shè)波源的振動(dòng)周期為T，自波源通過平衡位置豎

14、直向下振動(dòng)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過 ，質(zhì)點(diǎn)1開始振動(dòng)，則下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)和介質(zhì)中的波的說法正確的是(　　),圖2,1,2,3,A.介質(zhì)中所有的質(zhì)點(diǎn)的起振方向都豎直向下，圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚B.圖中所畫出的質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間都是相同的，起振的位置和起振的 方向是不同的C.圖中質(zhì)點(diǎn)8的振動(dòng)完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)8起振時(shí)，通過 平衡位置或最大位移處的時(shí)間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過相同位置時(shí)落后D.只要圖中所有的質(zhì)點(diǎn)都已振動(dòng)了，質(zhì)點(diǎn)1與

15、質(zhì)點(diǎn)9的振動(dòng)步調(diào)就 完全一致，但如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的 是第98次振動(dòng),1,2,3,解析　由題圖可知，質(zhì)點(diǎn)9是圖中距波源最遠(yuǎn)的點(diǎn)，盡管與振源起振方向相同，但起振時(shí)刻最晚，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)7與質(zhì)點(diǎn)8相比較，質(zhì)點(diǎn)7是質(zhì)點(diǎn)8的前質(zhì)點(diǎn)，7、8質(zhì)點(diǎn)間的振動(dòng)步調(diào)相差 ，故選項(xiàng)C正確；質(zhì)點(diǎn)9與質(zhì)點(diǎn)1相距2個(gè)波長(zhǎng)，質(zhì)點(diǎn)9比質(zhì)點(diǎn)1晚2T開始起振，一旦質(zhì)點(diǎn)9起振后，質(zhì)點(diǎn)1、9振動(dòng)步調(diào)就完全一致

16、，故選項(xiàng)D正確.答案　ACD,1,2,3,波動(dòng)與振動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系3.下列有關(guān)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說法中正確的是(　　)A.某物體做機(jī)械振動(dòng)，它周圍的介質(zhì)中就一定產(chǎn)生機(jī)械波B.波源停止振動(dòng)后，已形成的機(jī)械波仍能在介質(zhì)中繼續(xù)傳播C.機(jī)械波傳播的只是機(jī)械振動(dòng)的形式和能量，參與波動(dòng)的質(zhì) 點(diǎn)并不隨波遷移D.振動(dòng)是變速的，波動(dòng)是勻速的,1,2,3,解析　機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波，選項(xiàng)A正確；由于機(jī)械波已在介質(zhì)中形成，當(dāng)波