人教版選修34 第十二章 1 波的形成和傳播 學案.doc

1波的形成和傳播學習目標1.知道機械波的產(chǎn)生條件，理解機械波的形成過程.2.知道橫波和縱波的概念.3.知道機械波傳播的特點一、波的形成和傳播1波：振動的傳播稱為波動，簡稱波2波的形成和傳播(以繩波為例)(1)一條繩子可以分成一個個小段，一個個小段可以看做一個個相連的質(zhì)點，這些質(zhì)點之間存在著相互作用(2)當手握繩端上下振動時，繩端帶動相鄰質(zhì)點，使它也上下振動這個質(zhì)點又帶動更遠一些的質(zhì)點繩上的質(zhì)點都很快跟著振動起來，只是后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點遲一些開始振動二、橫波和縱波定義標識性物理量實物波形橫波質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波(1)波峰：凸起的最高處(2)波谷：凹下的最低處縱波質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波(1)密部：質(zhì)點分布最密的位置(2)疏部：質(zhì)點分布最疏的位置三、機械波1介質(zhì)(1)定義：波借以傳播的物質(zhì)(2)特點：組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有相互作用，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動2機械波機械振動在介質(zhì)中傳播，形成了機械波3機械波的特點(1)介質(zhì)中有機械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，它傳播的只是振動這種運動形式(2)波是傳遞能量的一種方式(3)波可以傳遞信息即學即用1判斷下列說法的正誤(1)質(zhì)點的振動位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波()(2)在繩波的形成和傳播中，所有質(zhì)點同時運動，同時停止運動()(3)物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波()(4)質(zhì)點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這樣的波一定是橫波()2繩波在某時刻的形狀如圖1所示，若o是波源，則此刻a點受到方向_的作用力，若o是波源，則此刻a點受到方向_的作用力(填“向上”或“向下”)圖1答案向上向下一、波的形成、傳播及特點導學探究如圖2所示，手拿繩的一端，上下振動一次，使繩上形成一個凸起狀態(tài)，隨后形成一個凹落狀態(tài)，可以看到，這個凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動如果在繩子上某處做一紅色標記，觀察這一紅色標記的運動圖2(1)紅色標記有沒有隨波遷移？(2)當手停止抖動后，繩上的波會立即停止嗎？答案(1)沒有紅色標記只在豎直方向上下振動(2)不會當手停止抖動后，波仍向右傳播知識深化波的形成、傳播及特點1機械波的形成與傳播2波的特點(1)振幅：像繩波這種一維(只在某個方向上傳播)機械波，若不計能量損失，各質(zhì)點的振幅相同(2)周期(頻率)：各質(zhì)點都在做受迫振動，所以各質(zhì)點振動的周期(頻率)均與波源的振動周期(頻率)相同(3)步調(diào)：離波源越遠，質(zhì)點振動越滯后(4)運動：各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做往復振動，并不隨波遷移各質(zhì)點的起振方向都與波源開始振動的方向相同(5)實質(zhì)：機械波向前傳播的是振動這種運動形式，同時也可以傳遞能量和信息例1如圖3所示，是某繩波形成過程的示意圖質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4、各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端已知t0時，質(zhì)點1開始向上運動，t時，1到達最上方，5開始向上運動問：圖3(1)t時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)(是否運動、運動方向)如何？(2)t時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？答案見解析解析各質(zhì)點在各時刻的情況，如圖所示：(1)由甲圖可知，t時，質(zhì)點8未達到波峰，正在向上振動，質(zhì)點12、16未振動(2)由乙圖可知，t時，質(zhì)點8正在向下振動，質(zhì)點12向上振動，質(zhì)點16未振動波動過程中各質(zhì)點的運動規(guī)律可用三句話來描述：(1)先振動的質(zhì)點帶動后振動的質(zhì)點.(2)后振動的質(zhì)點重復前面質(zhì)點的振動.(3)后振動的質(zhì)點的振動狀態(tài)落后于先振動的質(zhì)點.概括起來就是“帶動、重復、落后”.針對訓練1(多選)下列關(guān)于機械波的說法中，正確的是()a波傳播過程中，質(zhì)點也隨著波移動b相鄰質(zhì)點間必有相互作用力c前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點的振動，后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點的振動d離波源越遠，質(zhì)點的振動頻率越小答案bc二、橫波和縱波導學探究如圖4所示，圖4(1)圖甲是繩波，其中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向是什么關(guān)系？(2)圖乙是聲波，其中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向是什么關(guān)系？答案(1)相互垂直(2)在同一條直線上知識深化橫波與縱波的區(qū)別1質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向的關(guān)系不同：橫波中，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直；縱波中，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一條直線上2傳播介質(zhì)不同：橫波只能在固體介質(zhì)中傳播；縱波在固體、液體和氣體中均能傳播3特征不同：橫波中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷；縱波中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部例2關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是()a振源上下振動形成的波是橫波b振源水平振動形成的波是縱波c波沿水平方向傳播，質(zhì)點上下振動，這類波是橫波d質(zhì)點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波答案c解析根據(jù)橫波和縱波的概念，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波叫做橫波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波，并不是上下振動與水平振動的問題，所以a、b選項錯誤，c選項正確；質(zhì)點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，并不能說明是沿同一直線，故d選項錯誤三、振動與波的關(guān)系1區(qū)別(1)研究對象不同振動是單個質(zhì)點在平衡位置附近的往復運動，是單個質(zhì)點的“個體行為”；波動是振動在介質(zhì)中的傳播，是介質(zhì)中彼此相連的大量質(zhì)點將波源的振動傳播的“群體行為”(2)力的來源不同產(chǎn)生振動的回復力，可以由作用在物體上的各種性質(zhì)的力提供；而引起波動的力，則總是聯(lián)系介質(zhì)中各質(zhì)點的彈力(3)運動性質(zhì)不同振動是質(zhì)點的變加速運動；而波動是勻速直線運動，傳播距離與時間成正比2聯(lián)系(1)振動是波動的原因，波動是振動的結(jié)果；有波動必然有振動，有振動不一定有波動(2)波動的性質(zhì)、頻率和振幅與振源相同例3(多選)關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中正確的是()a振動是波的成因，波是振動的傳播b振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象c波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度d波源停止振動時，波立即停止傳播答案ab解析機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)由于介質(zhì)中的質(zhì)點之間相互作用，一個質(zhì)點的振動帶動相鄰質(zhì)點的振動由近及遠傳播而形成波，所以選項a、b正確；波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度；而質(zhì)點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化，選項c錯誤；波源一旦將振動傳給了介質(zhì)，振動就會在介質(zhì)中向遠處傳播；當波源停止振動時，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而立即停止傳播，選項d錯誤四、由“帶動法”確定質(zhì)點的振動方向帶動法原理：先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動的質(zhì)點方法：在質(zhì)點p靠近波源一方附近的圖象上另找一點p，若p在p上方，則p向上運動，若p在p下方，則p向下運動如圖5所示圖5例4一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖6所示的形狀，對此時繩上a、b、c、d、e、f六個質(zhì)點說法正確的是()圖6a質(zhì)點b向右運動b質(zhì)點d和質(zhì)點f的速度方向相同c質(zhì)點a和質(zhì)點c的速度方向相同d從此時算起，質(zhì)點b比質(zhì)點c先回到平衡位置答案d解析波傳播時，離波源遠的質(zhì)點的振動落后于離波源近的質(zhì)點的振動，并跟隨著近的質(zhì)點振動，d跟隨c向上運動，f跟隨e向下運動，同理，a向下運動，c向上運動，由此可知選項b、c錯誤；由于此時b和c都向上運動，所以b比c先到達最大位移處，并先回到平衡位置，選項a錯誤，d正確.1(波的形成和傳播)(多選)如圖7所示，沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點，每相鄰兩質(zhì)點的距離相等，其中o為波源，設(shè)波源的振動周期為t，從波源通過平衡位置豎直向下振動開始計時，經(jīng)質(zhì)點1開始振動，則下列說法中正確的是()圖7a介質(zhì)中所有質(zhì)點的起振方向都是豎直向下的，但圖中質(zhì)點9起振最晚b圖中所畫出的質(zhì)點起振時間都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的c圖中質(zhì)點8的振動完全重復質(zhì)點7的振動，只是質(zhì)點8振動時通過平衡位置或最大位移處的時間總是比質(zhì)點7通過相同的位置時落后d只要圖中所有質(zhì)點都已振動了，質(zhì)點1與質(zhì)點9的振動步調(diào)就完全一致，如果質(zhì)點1發(fā)生的是第100次振動，則質(zhì)點9發(fā)生的就是第98次振動答案acd解析從題圖可知，質(zhì)點9是圖中距波源最遠的點，盡管與波源起振方向相同，但起振時刻最晚，故a正確，b錯誤；質(zhì)點7與質(zhì)點8比較，質(zhì)點7在質(zhì)點8的前面，兩質(zhì)點的振動步調(diào)相差，故c正確；質(zhì)點9比質(zhì)點1晚2t開始起振，一旦質(zhì)點9起振后，質(zhì)點1、9的振動步調(diào)就完全一致，故d正確2(橫波和縱波)有關(guān)縱波與橫波，下列說法中正確的是()a對于縱波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向一定相同b對于橫波，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直c縱波的質(zhì)點可以隨波遷移，而橫波的質(zhì)點不能d橫波只能在固體中傳播，縱波只能在液體、氣體中傳播答案b解析縱波質(zhì)點振動方向與傳播方向在一條直線上，方向并不一定相同，故a選項錯誤；機械波的質(zhì)點只是在其平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波遷移，無論橫波和縱波都是這樣，故c選項錯誤；橫波只能在固體中傳播，縱波可在固體、液體和氣體中傳播，故d選項錯誤3(振動與波的關(guān)系)(多選)關(guān)于機械波和機械振動，下列說法中正確的是()a機械振動就是機械波，機械波就是機械振動b有機械波，則一定有機械振動c機械波就是質(zhì)點在介質(zhì)中的運動路徑d在波傳播方向上各個質(zhì)點都有相同的振動頻率和振幅答案bd解析機械振動在介質(zhì)中傳播，形成了機械波，a錯；波的形成有兩個條件，一是要有波源，二是要有介質(zhì)，所以，有機械波一定有機械振動，b對；在波的形成和傳播過程中，各質(zhì)點不隨波遷移，c錯；離波源較遠的質(zhì)點依靠前面質(zhì)點的帶動，所以頻率、振幅相同，d對4(由“帶動法”確定質(zhì)點的振動方向)振源a帶動細繩上各點上下做簡諧運動，t0時刻繩上形成的波形如圖8所示規(guī)定繩上質(zhì)點向上運動的方向為x軸的正方向，則p點的振動圖象是()圖8答案b解析由“帶動法”可知此時p點從平衡位置開始向下運動，b正確一、選擇題考點一波的形成、傳播和特點1在敲響古剎里的大鐘時，有的同學發(fā)現(xiàn)，停止對大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”，分析其原因是()a大鐘的回聲b大鐘在繼續(xù)振動，空氣中繼續(xù)形成聲波c人的聽覺發(fā)生“暫留”d大鐘雖停止振動，但空氣仍在振動答案b解析停止對大鐘的撞擊后，大鐘的振動不會立即停止，振動的能量不會立即消失，大鐘做一段時間的阻尼振動，因此還會在空氣中形成聲波，這就是余音未絕的原因，所以選項b正確2在一平靜的湖面上漂浮著一輕木塊，向湖中投入一石塊，在湖面上激起水波，關(guān)于木塊的運動情況以下說法正確的是()a因為“隨波逐流”，木塊將被推至遠處b因不知道木塊離波源的遠近如何，所以無法確定木塊的運動情況c無論木塊離波源的遠近如何，它都不能被波推動，最多只能在湖面上做上下振動d木塊被推動的距離與木塊的質(zhì)量大小和所受水的阻力的大小等情況有關(guān)答案c解析波傳播的是振動這種形式，各質(zhì)點在各自平衡位置附近運動，并不隨波遷移，故a、b、d錯誤，c正確3(多選)關(guān)于機械波的說法正確的是()a相鄰的質(zhì)點要相互做功b機械波在真空中也能傳播c波源開始時怎樣振動，其他質(zhì)點開始時就怎樣振動d除波源外，波中各質(zhì)點都做受迫振動答案acd解析機械波是由于介質(zhì)中前面的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點，使波源的振動形式與波源的能量向遠處傳播而形成的，前、后質(zhì)點間存在相互作用力，因而相互做功，故a正確；機械波的傳播必須有介質(zhì)，在真空中不能傳播，故b錯誤；波源依次帶動后面的質(zhì)點，每個質(zhì)點都做受迫振動，每個質(zhì)點的頻率都與波源頻率相同，并且都“仿照”波源振動，故c、d正確4(多選)關(guān)于機械波的形成，下列說法中正確的是()a物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波b后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點振動，只是時間上落后一步c參與振動的質(zhì)點都有相同的頻率d機械波是質(zhì)點隨波遷移，也是振動能量的傳遞答案bc解析機械波的形成必須具備的兩個條件：波源和介質(zhì)，物體做機械振動，若其周圍沒有傳播這種振動的介質(zhì)，遠處的質(zhì)點不可能振動起來形成機械波，故a選項錯誤；形成機械波的各振動質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做簡諧振動，并不隨波遷移，故d選項錯誤5一列簡諧橫波在介質(zhì)中傳播，當波源質(zhì)點突然停止振動時，介質(zhì)中其他質(zhì)點的振動及能量傳遞的情況是()a所有質(zhì)點都立即停止振動b已經(jīng)振動的質(zhì)點將繼續(xù)振動，未振動的質(zhì)點則不會振動c能量將會繼續(xù)向遠處傳遞d能量傳遞隨即停止答案c6關(guān)于機械波，下列說法中正確的是()a自然界所刮的風就是一種機械波b波不僅能傳遞能量，而且參與振動的質(zhì)點也在隨波遷移c波將波源的振動形式傳播出去的同時，也可以傳遞信息d傳播機械波的介質(zhì)一定是可以自由流動的答案c考點二橫波和縱波7區(qū)分橫波和縱波的依據(jù)是()a是否沿水平方向傳播b質(zhì)點振動的方向和波傳播的遠近c質(zhì)點振動的方向和波傳播的方向是相互垂直還是相互平行d質(zhì)點振動的快慢答案c8關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是()a對于橫波和縱波，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向都是有時相同，有時相反b對于縱波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向一定相同c形成縱波的質(zhì)點，隨波一起遷移d空氣介質(zhì)只能傳播縱波答案d9某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9 km/s.一種簡易地震儀由豎直彈簧振子p和水平彈簧振子h組成(如圖1所示)在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差5s開始振動，則()圖1ap先開始振動，震源距地震儀約36kmbp先開始振動，震源距地震儀約25kmch先開始振動，震源距地震儀約36kmdh先開始振動，震源距地震儀約25km答案a解析橫波的傳播速率小于縱波的傳播速率，所以p先開始振動由5s，可得x36km，則a正確，b、c、d錯誤考點三由“帶動法”確定質(zhì)點的振動方向10如圖2所示為波沿一條固定的繩子向右剛傳播到b點時的波形，由圖可判斷a點剛開始的振動方向是()圖2a向左b向右c向下d向上答案d解析根據(jù)帶動法可知b點要向上振動，且所有點的起振方向都相同，所以d正確11一列簡諧橫波沿x軸傳播，某時刻的波形如圖3所示，已知此時質(zhì)點f的運動方向向y軸負方向，則()圖3a此波向x軸正方向傳播b質(zhì)點c此時向y軸正方向運動c質(zhì)點c將比質(zhì)點b先回到平衡位置d質(zhì)點e的振幅為零答案c解析因為機械波在傳播過程中，靠近波源的質(zhì)點的振動帶動相鄰的后邊質(zhì)點的振動，而后面質(zhì)點要“模仿”前面質(zhì)點的振動，所以本題中，已知質(zhì)點f