【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.,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理·識記·點撥,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)手抖動繩的一端，緊靠這一端的質(zhì)點運(yùn)動，它會 相鄰的質(zhì)點運(yùn)動，依次傳遞下去.每一個質(zhì)點都在重復(fù)繩一端的振動，后一個質(zhì)點的運(yùn)

2、動狀態(tài)總是 于前一個質(zhì)點的運(yùn)動狀態(tài).,帶動,滯后,2.介質(zhì)能夠傳播振動的物質(zhì).3.機(jī)械波 在介質(zhì)中的傳播.4.波源引起 振動的裝置.5.機(jī)械波是 這一運(yùn)動形式(包括波源的振動信息)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,初始,機(jī)械振動,遷移,能量,二、橫波與縱波1.按介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方

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)點的振動方向與波的傳播方向 的波.(2)標(biāo)識性物理量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)點的振動方向和波的傳播方向 的波.(2)標(biāo)識性物理量①密部：介質(zhì)中質(zhì)點分布 的部分.②疏部：質(zhì)點分布

4、 的部分.4.簡諧波：如果傳播的振動是 運(yùn)動，這種波叫做簡諧波.,平行,密集,稀疏,簡諧,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.當(dāng)其中一個質(zhì)點振動時，由于質(zhì)點間的相互作用，就帶動相鄰的質(zhì)點振動起來，該質(zhì)點又帶動后面的質(zhì)點振動起來，這樣振動的狀態(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)點的振動周期都與波源的振動周期相同.(2)離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點的振動越滯后，但各質(zhì)點的起振方向與波源起振方向相同.(3)波傳播的只是振動形式，介質(zhì)中的每個質(zhì)點只在自己平衡位置附近振動，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)點都在各自的平衡位置附近振動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

6、于前一質(zhì)點D.各質(zhì)點隨波的傳播而遷移E.離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點的振動頻率越小,解析　振源依靠介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點間的相互作用力使周圍的質(zhì)點依次振動起來，且后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點，選項B、C正確；質(zhì)點只在它們各自的平衡位置附近做受迫振動，它們振動的頻率均與波源的頻率相同，選項A正確，E錯誤；波在傳播過程各質(zhì)點不隨波遷移，選項D錯誤.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1在外力作用下沿垂直直線方向做簡諧

7、運(yùn)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t＝0時，質(zhì)點1開始向上運(yùn)動，t＝ 時，1到達(dá)最上方，5開始向上運(yùn)動.問：,圖1,(1)t ＝ 時，質(zhì)點8、12、16的運(yùn)動狀態(tài)(是否運(yùn)動、運(yùn)動方向)如何？解析　各質(zhì)點在各時刻的情況.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，先振動的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點振動，后面質(zhì)點總是落后于前面質(zhì)點的振動，每一個質(zhì)點都在自己的平衡位置附近振動

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

9、動性質(zhì)不同質(zhì)點的振動是變速運(yùn)動，在同一介質(zhì)中波動的傳播速度不變.,2.聯(lián)系(1)振動是波動的起因，波是振動的傳播；(2)有波動一定有振動，有振動不一定有波動；(3)波動的周期等于質(zhì)點振動的周期，波動和振動都是周期性運(yùn)動.,例3 　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(yùn)動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合 起來呈現(xiàn)的運(yùn)動現(xiàn)象C.波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度D

10、.波源停止振動時，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(yuǎn)傳播而形成波，所以選項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(yuǎn)處傳播，當(dāng)波源停止振動時，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運(yùn)動形式，不會隨波源停止振動而停止

11、傳播，即波不會停止傳播，選項D錯誤.答案　AB,針對訓(xùn)練　關(guān)于振動和波的說法正確的是(　　)A.有機(jī)械波必有振動B.有機(jī)械振動必有波C.離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點振動較慢D.質(zhì)點的振動方向總是垂直于波的傳播方向,解析　機(jī)械振動在介質(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.但如果只有振動，而沒有介質(zhì)的傳播就不會有機(jī)械波的產(chǎn)生.因各質(zhì)點的振動都是重復(fù)波源的振動，不論距波源遠(yuǎn)近，振動的快慢都一樣；波分橫波和縱波，縱波的質(zhì)點振動方

12、向與波的傳播方向在一條直線上.答案　A,對點練習(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)生波動需要兩個條件：波源和介質(zhì)B.波動過程是介質(zhì)質(zhì)點由近及遠(yuǎn)移動的過程C.波動過程是能量由近及遠(yuǎn)傳遞的過程D.波源與介質(zhì)質(zhì)點的振動都是自由振動,1,2,3,解析　波源(即振源)振動

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

14、直向下振動開始計時，經(jīng)過 ，質(zhì)點1開始振動，則下列關(guān)于各質(zhì)點的振動和介質(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)點的起振方向都豎直向下，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(fù)質(zhì)點7的振動，只是質(zhì)點8起振時，通過 平衡位置或最大位移處的時間總是比質(zhì)點7通過相同位置時落后D.只要圖中所有的質(zhì)點都已振動了，質(zhì)點1與

15、質(zhì)點9的振動步調(diào)就 完全一致，但如果質(zhì)點1發(fā)生的是第100次振動，則質(zhì)點9發(fā)生的 是第98次振動,1,2,3,解析　由題圖可知，質(zhì)點9是圖中距波源最遠(yuǎn)的點，盡管與振源起振方向相同，但起振時刻最晚，故選項A正確，選項B錯誤；質(zhì)點7與質(zhì)點8相比較，質(zhì)點7是質(zhì)點8的前質(zhì)點，7、8質(zhì)點間的振動步調(diào)相差 ，故選項C正確；質(zhì)點9與質(zhì)點1相距2個波長，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振動步調(diào)就完全一致

16、，故選項D正確.答案　ACD,1,2,3,波動與振動的區(qū)別與聯(lián)系3.下列有關(guān)機(jī)械振動和機(jī)械波的說法中正確的是(　　)A.某物體做機(jī)械振動，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)械振動的形式和能量，參與波動的質(zhì) 點并不隨波遷移D.振動是變速的，波動是勻速的,1,2,3,解析　機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波，選項A正確；由于機(jī)械波已在介質(zhì)中形成，當(dāng)波