20182018學(xué)年人教版選修34波的形成和傳播 第1課時(shí) 學(xué)案

1波的形成和傳播學(xué)習(xí)目標(biāo)：1知道直線上機(jī)械波的形成過(guò)程2知道什么是橫波，波峰和波谷的概念3知道什么是縱波，密部和疏部的概念4知道“機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波”，知道波在傳播運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)也傳遞了能量. 重點(diǎn)：1.機(jī)械波及其產(chǎn)生條件2機(jī)械波形成原因及其過(guò)程難點(diǎn)：1.機(jī)械波的傳播過(guò)程2橫波與縱波的異同.預(yù)習(xí)新課：一、機(jī)械波的產(chǎn)生_在介質(zhì)中的傳播過(guò)程叫機(jī)械波機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：一是要有_，二是要有_二、橫波和縱波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向_的叫橫波凸起部分叫_，凹下部分叫_質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向_的叫縱波質(zhì)點(diǎn)分布密的叫_，分布疏的叫_答案：一、機(jī)械振動(dòng)振源介質(zhì)二、垂直波峰波谷平行密部疏部預(yù)習(xí)交流1機(jī)械橫波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直，而有些同學(xué)以為“縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同”與同學(xué)交流討論這種觀點(diǎn)是否正確？答案：不正確縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在同一條直線上，而不是方向相同三、機(jī)械波的特點(diǎn)（1）每一質(zhì)點(diǎn)都以它的_為中心做_；后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是_于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)（2）波傳播的只是_和_，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移答案：（1）平衡位置簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)落后（2）運(yùn)動(dòng)形式（振動(dòng)）振動(dòng)能量預(yù)習(xí)交流2討論分析并總結(jié)波可以傳遞或傳播什么？答案：波是振動(dòng)形式的傳播，所以波在傳播過(guò)程中傳播振動(dòng)的能量，以及波所攜帶的信息合作探究：一、波的形成和傳播你看過(guò)藝術(shù)體操中的“帶操”表演嗎？如圖所示，運(yùn)動(dòng)員手持細(xì)棒抖動(dòng)彩帶的一端，彩帶隨之波動(dòng)翻卷你知道為什么運(yùn)動(dòng)員抖動(dòng)的是彩帶的一端，而整個(gè)彩帶卻都波動(dòng)起來(lái)嗎？整個(gè)彩帶波動(dòng)起來(lái)的形狀是不是向運(yùn)動(dòng)員抖動(dòng)彩帶的一端的形狀學(xué)習(xí)并滯后一點(diǎn)？答案：我們可以把整個(gè)彩帶看做由無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的，而隨后的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都向抖動(dòng)的那個(gè)質(zhì)點(diǎn)學(xué)習(xí)，并且越遠(yuǎn)離抖動(dòng)一端的質(zhì)點(diǎn)越滯后一些，而整個(gè)彩帶像水波一樣傳播著運(yùn)動(dòng)形式其實(shí)這是波在彩帶上傳播的結(jié)果關(guān)于機(jī)械波的形成和傳播，下列說(shuō)法中正確的是（）A物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波B后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng)，只是時(shí)間落后一步C參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)群有相同的頻率D機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)隨波遷移，也是振動(dòng)能量的傳遞答案：BC解析：機(jī)械波的形成必須具備的兩個(gè)條件：振源和介質(zhì)，只有物體做機(jī)械振動(dòng)，而其周?chē)鷽](méi)有傳播這種振動(dòng)的介質(zhì)，遠(yuǎn)處的質(zhì)點(diǎn)不可能振動(dòng)起來(lái)形成機(jī)械波，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；任何一個(gè)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)都是一個(gè)振源而帶動(dòng)它周?chē)馁|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，將振動(dòng)傳播開(kāi)來(lái)，所以后振的質(zhì)點(diǎn)總是落后，故選項(xiàng)B、C正確；形成機(jī)械波的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)，只有在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并沒(méi)有隨波遷移，離振源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)所具有的振動(dòng)的能量，是從振源獲得并通過(guò)各質(zhì)點(diǎn)的傳遞，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤1形成條件要形成一列波，必須要有用以引起其他質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的那個(gè)質(zhì)點(diǎn)，即振源；要把振源的振動(dòng)傳播出去，必須有介質(zhì)，故波的形成條件為：有振源；有介質(zhì)2傳播特點(diǎn)（1）波傳播時(shí)，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)跟著振源做受迫振動(dòng)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率和周期都與振源相同；各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與振源的起振方向相同，離振源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)，起振越滯后（2）波在傳遞運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)也傳遞能量由于質(zhì)點(diǎn)間的彈力作用，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)要對(duì)相鄰的后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)做正功，后者對(duì)前者做負(fù)功，因而離振源近的質(zhì)點(diǎn)把機(jī)械能傳遞給離振源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)如果把信息加載到波上，波還可以傳遞信息，如聲音，靠聲波的傳遞使人與人之間通過(guò)語(yǔ)言的交流相互溝通和了解3波動(dòng)與振動(dòng)的區(qū)別振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的“個(gè)體行為”；波動(dòng)則是大量的、彼此相聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)將振源的振動(dòng)在空間傳播的“群體行為”這種“群體行為”雖不同步但卻是有秩序的根據(jù)機(jī)械波的定義，機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：（1）有起振的振源；（2）有傳播振動(dòng)的介質(zhì)由此可以知道：有波動(dòng)就一定有振動(dòng)，因?yàn)椴ㄖ械母鱾€(gè)質(zhì)點(diǎn)都是重復(fù)振源的振動(dòng)；但有振動(dòng)卻不一定有波動(dòng)，還要看是否有傳播振動(dòng)的介質(zhì)例如，放在抽成真空的玻璃罩內(nèi)的鬧鐘，盡管鈴錘不停地振動(dòng)敲擊鈴殼，但是我們卻聽(tīng)不到鈴響，原因是鬧鐘周?chē)鷽](méi)有傳播聲音的介質(zhì)，不能形成聲波二、橫波和縱波地震波既有橫波，也有縱波北京時(shí)間2019年3月11日日本發(fā)生9.0級(jí)大地震，傷亡慘重，造成的損失無(wú)法彌補(bǔ)你能想象在這次地震中，位于震源正上方的建筑物，在縱波和橫波分別傳來(lái)時(shí)的振動(dòng)情況嗎？為什么？答案：地震波是地震發(fā)生時(shí)由震源地方的巖石破裂產(chǎn)生的彈性波，它可在地球內(nèi)部和地球表面?zhèn)鞑サ卣饡r(shí)，同時(shí)從震源發(fā)出兩種類型的地震波：縱波、橫波縱波速度比橫波速度快，所以地震時(shí)人們先感到上下顛，然后水平晃橫波的振動(dòng)很強(qiáng)烈，它是引起建筑物破壞的主要原因遷移與應(yīng)用有關(guān)縱波與橫波，下列說(shuō)法正確的是（）A振源上、下振動(dòng)形成的波是橫波B.振源水平推動(dòng)形成的波是縱波C波沿水平方向傳播質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，這類波是橫波D質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng)，波沿水平方向傳播，這類波是縱波答案：C解析：根據(jù)縱波與橫波的概念，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向垂直的為橫波，同一直線的為縱波，并不是上、下振動(dòng)與水平振動(dòng)的問(wèn)題所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)，C對(duì)對(duì)D，水平傳播、水平振動(dòng)還不足以說(shuō)明是同一直線，則D項(xiàng)錯(cuò)按波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可以將波分為兩類：橫波和縱波1橫波（1）定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向垂直的波叫做橫波（2）波形特點(diǎn)：凸凹相間的波紋（觀察橫波演示器），又叫起伏波波峰：在橫波中凸起的最高處叫做波峰波谷：在橫波中凹下的最低處叫做波谷2縱波（1）定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波（2）波形特點(diǎn)：疏密相間的波形，又叫疏密波，如圖所示密部：在縱波中，質(zhì)點(diǎn)分布最密的地方叫做密部疏部：在縱波中，質(zhì)點(diǎn)分布最疏的地方叫做疏部說(shuō)明：聲波是縱波，地震波既有橫波成分又有縱波成分3簡(jiǎn)諧波不管橫波還是縱波，如果傳播的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，這種波就是簡(jiǎn)諧波作業(yè)：1以下對(duì)機(jī)械波的認(rèn)識(shí)正確的是（）A形成機(jī)械波一定要有振源和介質(zhì)B振源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的波中，各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況完全相同C橫波向右傳播時(shí)，處于波峰的質(zhì)點(diǎn)也向右遷移D機(jī)械波向右傳播時(shí)，右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)早一些振動(dòng)答案：A解析：振源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)必不可少的條件，故A選項(xiàng)正確簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，沿波的傳播方向上，后面的質(zhì)點(diǎn)比前面的質(zhì)點(diǎn)總要晚一些開(kāi)始振動(dòng)，但質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一致，故B、C、D三項(xiàng)都錯(cuò)2沿繩傳播的一列機(jī)械波，當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)，有（）A繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng)，橫波立即消失B繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng)，縱波立即消失C離波源較近的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng)D離波源較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，較近的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng)答案：C解析：機(jī)械波在向前傳播時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做著機(jī)械振動(dòng)，一旦振源停止，離振源較近的質(zhì)點(diǎn)先停止，離振源較遠(yuǎn)的后停止，故C選項(xiàng)對(duì)3關(guān)于橫波和縱波，下列說(shuō)法正確的是（）A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波B質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向跟波的傳播方向平行的波叫縱波C橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部D地震波是橫波，聲波是縱波答案：ABC解析：根據(jù)橫波和縱波的定義知，A、B、C三項(xiàng)正確聲波是一種縱波，但地震波中既有橫波又有縱波，D選項(xiàng)錯(cuò)誤4如圖所示是以質(zhì)點(diǎn)P為振源的機(jī)械波沿著一條固定的輕繩傳播到質(zhì)點(diǎn)Q的波形圖，則質(zhì)點(diǎn)P剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向?yàn)椋ǎ〢向上 B向下C向左 D向右答案：A解析：由于是振源帶動(dòng)了后面的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)，且后面的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)，所以介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向都與波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向相同此時(shí)波剛傳播至Q點(diǎn)，Q點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)即與振源P開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的狀態(tài)相同由波的傳播特點(diǎn)可知Q點(diǎn)此時(shí)是向上運(yùn)動(dòng)的，所以振源P點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向也