波的形成和傳播-課件

第一節(jié)波的形成和傳播第十二章課堂情景切入手拿繩的一端，上下擺動(dòng)一次，使繩上形成一個(gè)凸起狀態(tài)，隨后形成一個(gè)凹落狀態(tài)，可以看到，這個(gè)凸起狀態(tài)和凹落狀態(tài)在繩上從一端向另一端移動(dòng)。手繼續(xù)上下擺動(dòng)，在繩上就形成一列波。知識(shí)自主梳理1．波的形成當(dāng)手握繩端上下振動(dòng)時(shí)，繩端________相鄰質(zhì)點(diǎn)，使它也上下振動(dòng)。這個(gè)質(zhì)點(diǎn)又_________更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)……繩子上的質(zhì)點(diǎn)都很快________起來(lái)，只是后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)__________開(kāi)始振動(dòng)。2．波的傳播繩端這種上下振動(dòng)的狀態(tài)沿_________傳播出去，稱(chēng)為波的傳播。波的形成與傳播帶動(dòng)帶動(dòng)振動(dòng)遲一些繩子3．介質(zhì)(1)定義：波借以傳播的________。(2)組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)之間有_________作用，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)會(huì)引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。物質(zhì)相互機(jī)械波可分為橫波和縱波兩類(lèi)，其波形及描述對(duì)比如下：機(jī)械波的分類(lèi)定義標(biāo)識(shí)性物理量實(shí)物波形橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互_______的波①波峰：凸起的_________②波谷：凹下的_________縱波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在____________的波①密部：質(zhì)點(diǎn)分布______的位置②疏部：質(zhì)點(diǎn)分布_______的位置垂直最高處最低處同一直線(xiàn)上最密最疏1．定義____________在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波。2．產(chǎn)生條件(1)要有___________，(2)要有傳播振動(dòng)的_________。3．機(jī)械波的實(shí)質(zhì)(1)傳播振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)________。(2)傳遞能量的一種_______。依靠介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力而使各相鄰質(zhì)點(diǎn)_______做機(jī)械振動(dòng)來(lái)傳遞______的能量。機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)介質(zhì)形式機(jī)械振動(dòng)方式依次波源重點(diǎn)難點(diǎn)突破一、波的形成和傳播1．產(chǎn)生振源的振動(dòng)帶動(dòng)周?chē)|(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，振動(dòng)由近及遠(yuǎn)傳播形成機(jī)械波。2．傳播機(jī)械波傳播必須有介質(zhì)的參與，能向外傳遞運(yùn)動(dòng)和能量。3．機(jī)械波的形成條件一是有振源；二是必須有介質(zhì)。因?yàn)榭拷橘|(zhì)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用帶動(dòng)周?chē)|(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，形成波。4．機(jī)械波傳播的是波源的振動(dòng)形式介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，而是在自己的平衡位置附近振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)的頻率(或周期)都與波源的頻率(或周期)相同，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源相同，但不同步，離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)越滯后。5．機(jī)械波傳播的是波源提供的能量介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)靠彈力相互作用，前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)跟著前一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，故可根據(jù)前一質(zhì)點(diǎn)的位置而確定后一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。若不計(jì)能量損失，在均勻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅應(yīng)相同。6．機(jī)械波傳播的是波源的信息我們用語(yǔ)言進(jìn)行交流，是利用聲波傳遞信息。7．機(jī)械波是一種“集體運(yùn)動(dòng)”波的形成離不開(kāi)介質(zhì)中大量質(zhì)點(diǎn)的集體振動(dòng)，個(gè)別質(zhì)點(diǎn)形不成波。特別提醒：(1)有波源和有介質(zhì)是形成機(jī)械波的必需條件，二者缺一不可。有振動(dòng)不一定有機(jī)械波，有機(jī)械波一定有振動(dòng)。(2)機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中的各點(diǎn)不隨波向前遷移，只在各自平衡位置附近做往復(fù)振動(dòng)。一個(gè)小石子投向平靜的湖面中心，會(huì)激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時(shí)水面上有一片樹(shù)葉(如圖)，下列對(duì)樹(shù)葉運(yùn)動(dòng)情況的敘述正確的是(

)A．樹(shù)葉慢慢向湖心運(yùn)動(dòng) B．樹(shù)葉慢慢向湖岸漂去C．在原處上下振動(dòng)

D．沿著波紋做圓周運(yùn)動(dòng)答案：C解析：由于波在傳播過(guò)程中，只傳遞振動(dòng)能量和波源所發(fā)出的信息，而各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，只在各自的位置附近做振動(dòng)，故選C。二、橫波與縱波的比較名稱(chēng)項(xiàng)目橫波縱波概念在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線(xiàn)上介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播特征在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部特別提醒：(1)繩波和聲波分別是典型的橫波和縱波，水波是比較復(fù)雜的機(jī)械波，不是橫波。(2)在縱波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線(xiàn)上，而不是方向相同。三、振動(dòng)與波動(dòng)的比較名稱(chēng)項(xiàng)目振動(dòng)波動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象振動(dòng)是單個(gè)物體所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象波動(dòng)是大量物體受到擾動(dòng)時(shí)，從擾動(dòng)中心傳播開(kāi)來(lái)的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)成因物體由于某種原因離開(kāi)平衡位置，同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力作用介質(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)，并由近及遠(yuǎn)的傳播開(kāi)去，且各部分都受到指向原平衡位置的力的作用運(yùn)動(dòng)性質(zhì)變加速運(yùn)動(dòng)在均勻介質(zhì)中勻速向前傳播能量變化動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，如果是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能保持不變波的傳播過(guò)程是一個(gè)能量傳遞過(guò)程，當(dāng)波源停止振動(dòng)不再向外傳遞能量時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)也會(huì)相繼停下來(lái)特別提醒：(1)振動(dòng)是波的起因，波是振動(dòng)的傳播；(2)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)則是大量彼此相連的質(zhì)點(diǎn)將波源的振動(dòng)在空間傳播的“群體行為”。(改編題)《楓橋夜泊》中有名句：“姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船”。其中，當(dāng)鐘聲傳到客船時(shí)，對(duì)大鐘的撞擊早已停止了，但仍感覺(jué)“余音未絕”，分析其原因可能是(

)A．大鐘的回聲B．大鐘在繼續(xù)振動(dòng)，空氣中繼續(xù)形成聲波C．人的聽(tīng)覺(jué)發(fā)生“暫留”的緣故D．大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)答案：B解析：停止對(duì)大鐘的撞擊后，大鐘做阻尼振動(dòng)，仍在空氣中形成聲波；隨著能量的減弱，鐘聲逐漸消失?？键c(diǎn)題型設(shè)計(jì)機(jī)械波的形成和傳播解析：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)處介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)不可能振動(dòng)起來(lái)而形成機(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)波源，帶動(dòng)它周?chē)馁|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，將振動(dòng)傳播開(kāi)來(lái)，所以后一質(zhì)點(diǎn)總是落后，但振動(dòng)頻率相同，故B、C選項(xiàng)正確。形成機(jī)械波的各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并沒(méi)有隨波遷移，離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是通過(guò)各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得，故D選項(xiàng)不正確。答案：BC點(diǎn)評(píng)：深刻理解波的概念、形成的原因和特點(diǎn)，避免造成混淆。答案：B解析：兩宇航員面對(duì)面講話(huà)卻無(wú)法聽(tīng)到，說(shuō)明聲波有振源卻傳播不出去，即缺乏聲波傳播的另一條件：沒(méi)有介質(zhì)，故B選項(xiàng)正確。橫波和縱波解析：(1)在橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A錯(cuò)、B對(duì)，在縱波中二者方向在同一直線(xiàn)上，既可以相同，也可以相反，故C對(duì)、D錯(cuò)。(2)不一定。因?yàn)榇瞬闄M波，可知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直，此波在x軸上傳播，可知質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向應(yīng)在過(guò)a點(diǎn)且垂直于x軸的平面內(nèi)，即質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向可沿此平面的任意方向，不一定是上下方向的振動(dòng)。答案：(1)BC

(2)不一定點(diǎn)評(píng)：深刻理解質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系，在橫波中二者“相互垂直”的含義，在縱波中二者“在同一直線(xiàn)上”的含義。開(kāi)放·探究解析：由縱波的傳播特點(diǎn)：傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在同一直線(xiàn)上