高中物理 2.1 機械振動的傳播課件 滬科版選修34.ppt

第2章機械波 2 1機械振動的傳播 1 理解機械波的形成過程和產生條件 2 知道機械波的種類 橫波和縱波的概念 3 明確機械波傳播的特點 學習目標定位 知識儲備區(qū) 知識鏈接 1 平衡位置往復 知識儲備區(qū) 2 帶動帶動遲一些3 1 振源 2 介質4 垂直最高處最低處同一直線密集稀疏5 機械振動振動形式能量信息 新知呈現 學習探究區(qū) 一 機械波的形式 二 橫波和縱波 三 波傳遞的是能量和信息 四 振動和波動的區(qū)別 一 機械波的形式 問題設計 你看過藝術體操的 帶操 表演嗎 如圖1所示 運動員手持細棒抖動彩帶的一端 彩帶隨波翻卷 這是波在彩帶上傳播的結果 你知道波是如何形成的嗎 圖1 答案彩帶一端振動帶動彩帶上相鄰部分振動 依次逐漸引起整個彩帶振動 要點提煉 1 波形成的原因 以繩波為例 如圖2所示 圖2 1 可以將繩分成許多小部分 每一小部分看做 2 在無外來擾動之前 各個質點排列在同一直線上 各個質點所在的位置稱為各自的 3 由于外來的擾動 會引起繩中的某一質點振動 首先振動的這個質點稱為 質點 平衡位置 波源 4 由于繩中各質點之間存在著相互作用力 作為波源的質點就周圍質點振動 并依次鄰近質點振動 于是振動就在繩中由近及遠地傳播 2 產生條件 1 要有 2 要有傳播振動的 帶動 帶動 振源 介質 例1如圖3所示 是某繩波形成過程的示意圖 質點1在外力作用下沿垂直直線方向做簡諧運動 帶動2 3 4 各個質點依次上下振動 把振動從繩的左端傳到右端 已知t 0時 質點1開始向上運動 t 時 質點1到達最上方 質點5開始向上運動 問 圖3 1 t 時 質點8 12 16的運動狀態(tài) 是否運動 運動方向 如何 解析各質點在各時刻的情況 如圖所示 1 由甲圖可知 t 時 質點8未達到波峰 正在向上振動 質點12 16未振動 答案見解析 2 t 時 質點8 12 16的運動狀態(tài)如何 解析由乙圖可知 t 時 質點8正在向下振動 質點12正在向上振動 質點16未振動 答案見解析 3 t t時 質點8 12 16的運動狀態(tài)如何 解析由圖丙可知 t t時 質點8 12正在向下振動 質點16正在向上振動 答案見解析 問題設計 二 橫波和縱波 2011年3月 日本東北部海域發(fā)生里氏9 0級強地震 其引發(fā)的海嘯加上核泄漏事故給日本帶來巨大的損失 通過視頻咱們可以觀察到地震發(fā)生時 地面會產生前后或左右的晃動 也會產生豎直方向的振動 你知道這是為什么嗎 答案地震波有縱波和橫波 不同的波引起地面的振動不同 要點提煉 1 橫波定義 把介質質點的振動方向跟波的傳播方向的波叫做橫波 如繩波 1 在橫波中 凸起的最高處叫做 凹下去的最低處叫做 橫波是以波峰和波谷這個形式將機械振動傳播出去的 這種波在傳播時呈現出凸凹相間的波形 2 橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產生彈力作用所致 故純粹的橫波只能通過固體傳播 垂直 波峰 波谷 2 縱波定義 把介質質點的振動方向跟波的傳播方向在的波叫做縱波 1 在縱波中 質點分布密集的地方叫做 質點分布稀疏的地方叫做 縱波在傳播時呈現出疏密相間的波形 同一 直線上 密部 疏部 2 在縱波的情況下 物體的各部分經常受到壓縮和拉長 也就是說經常在改變自己的體積 在體積改變時 固體內固然要產生彈力 液體和氣體也要產生彈力 所以縱波在這三種狀態(tài)的介質中都能傳播 例2下列關于橫波和縱波的說法正確的是 a 凸凹相間的波叫橫波 凸起的最高處叫波峰 凹下的最低處叫波谷b 質點振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波c 縱波的波形是疏密相間的 質點分布密集的部分叫密部 分布稀疏的地方叫疏部d 質點的振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波 解析橫波具有波峰和波谷 a正確 振動的方向與傳播的方向垂直的波為橫波 振動的方向與傳播的方向在同一直線上的波為縱波 b錯誤 d正確 縱波有疏部和密部且波形是疏密相間的 c正確 答案acd 返回 問題設計 三 波傳遞的是能量和信息 一同學不小心把一只排球打入湖中 為使球能漂回岸邊 這位同學采用不斷將石頭拋向湖中的方法 這位同學能否通過這種方法把排球沖上岸 這說明波傳播的是什么 答案不能 石頭激起的水波向四周傳播 浮在水面上的排球隨水上下起伏 不能到達河岸 這說明波傳播時介質不隨波遷移 傳播的只是振動這種運動形式 要點提煉 波傳播的特點 1 波傳播的是 而介質的質點并不隨波遷移 2 波在傳遞運動形式的同時 也傳遞和 振動形式 能量 信息 例3關于機械波的說法正確的是 a 相鄰的質點要相互做功b 縱波的質點可以隨波遷移 而橫波的質點不能c 振源開始時怎樣振動 其他質點開始時就怎樣振動d 除振源外波中各質點都做受迫振動 解析機械波是由于介質中前面的質點帶動后面的質點 使振源的振動形式與振源的能量向遠處傳播而形成的 前后質點間存在相互作用力 因而相互做功 故a正確 波傳播過程中 各質點只能在各自的平衡位置附近振動 質點不隨波遷移 縱波也是機械波 因此b錯 每個質點都是由振源依次帶動后面的質點 每個質點都做受迫振動 每個質點的頻率都與振源頻率相同 并且都 仿照 振源振動 故c d正確 答案acd 返回 四 振動和波動的區(qū)別 例4關于振動和波的關系 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 振動是單個質點呈現的運動現象 波是許多質點聯合起來呈現的運動現象c 波的傳播速度就是質點振動的速度d 波源停止振動時 波立即停止傳播 解析機械波的產生條件是有波源和介質 由于介質中的質點依次帶動 由近及遠地傳播而形成波 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 在均勻介質中其速度大小不變 而質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 介質中一旦形成了波 介質中的質點就會將振動這種運動形式由近及遠的向外傳播 當波源停止振動時 介質中已經振動起來的質點還在振動 所以波將繼續(xù)傳播 選項d錯誤 答案ab 返回 課堂要點小結 機械波的產生 質點的運動特點 后面質點滯后于前面質點不隨波的傳播而遷移 機械波的產生條件 波源介質 機械波的分類 橫波 質點的振動方向與波的傳播方向互相垂直縱波 質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上 機械波的傳播 振動形式能量和信息 返回 自我檢測區(qū) 1 2 3 1 2 3 1 下列對機械波的認識正確的是 a 形成機械波一定要有振源和介質b 振源做簡諧運動形成的波中 各質點的運動情況完全相同c 橫波向右傳播時 處于波峰的質點也向右遷移d 機械波向右傳播時 右方的質點比左方的質點早一些振動 1 2 3 解析振源和介質是形成機械波的兩個必不可少的條件 故a正確 簡諧運動在介質中傳播時 介質中各質點都做簡諧運動 沿波的傳播方向 后面的質點比前面的質點總要晚一些開始振動 但質點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移 而且各質點的振動步調不一致 故b c d均錯 答案a 1 2 3 2 下列關于橫波與縱波的說法中 正確的是 a 聲波一定是縱波b 水波一定是橫波c 地震波既有橫波 也有縱波d 縱波中的質點要隨波遷移 橫波中的質點不隨波遷移 1 2 3 解析聲波可以在空氣中傳播 也可以在液體和固體中傳播 空氣中的聲波一定是縱波 而液體 固體中的聲波既可能是縱波 也可能是橫波 故a錯 水波既不是橫波 也不是縱波 它的運動形式比較復雜 故b錯 地震波既有橫波 也有縱波 故發(fā)生地震時 地面既有上下振動 也有左右振動 c正確 1 2 3 無論是橫波 還是縱波 介質中的質點都不隨波發(fā)生遷移 故d錯 答案c 1 2 3 3 關于振動和波的關系 下列說法正確的是 a 有機械波必有振動b 有機械振動必