人教版选修34 第十二章 1 波的形成和传播 课件（35张）.ppt

1波的形成和传播 第十二章机械波 学习目标 1 知道机械波的产生条件 理解机械波的形成过程 2 知道横波和纵波的概念 3 知道机械波传播的特点 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习预习新知夯实基础 自主预习 一 波的形成和传播 1 波 的传播称为波动 简称波 2 波的形成和传播 以绳波为例 1 一条绳子可以分成一个个小段 一个个小段可以看做一个个质点 这些质点之间存在着 2 当手握绳端上下振动时 绳端相邻质点 使它也上下振动 这个质点又更远一些的质点 绳上的质点都很快起来 只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动 振动 相连的 相互作用 带动 带动 跟着振动 二 横波和纵波 垂直 同 一直线上 最高处 最低处 最密 最疏 三 机械波 1 介质 1 定义 波借以的物质 2 特点 组成介质的质点之间有 一个质点的振动会引起相邻质点的振动 2 机械波机械振动在中传播 形成了机械波 传播 相互作用 介质 3 机械波的特点 1 介质中有机械波传播时 介质本身并不随波一起传播 它传播的只是这种运动形式 2 波是传递的一种方式 3 波可以传递 振动 能量 信息 1 判断下列说法的正误 1 质点的振动位置不断转换即形成波 2 在绳波的形成和传播中 所有质点同时运动 同时停止运动 3 物体做机械振动 一定产生机械波 4 质点沿水平方向振动 波沿水平方向传播 这样的波一定是横波 即学即用 答案 2 绳波在某时刻的形状如图1所示 若o是波源 则此刻a点受到方向 的作用力 若o 是波源 则此刻a点受到方向 的作用力 填 向上 或 向下 答案 图1 向上 向下 重点探究 一 波的形成 传播及特点 导学探究 答案没有 红色标记只在竖直方向上下振动 如图2所示 手拿绳的一端 上下振动一次 使绳上形成一个凸起状态 随后形成一个凹落状态 可以看到 这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动 如果在绳子上某处做一红色标记 观察这一红色标记的运动 1 红色标记有没有随波迁移 图2 2 当手停止抖动后 绳上的波会立即停止吗 答案不会 当手停止抖动后 波仍向右传播 答案 知识深化 波的形成 传播及特点1 机械波的形成与传播 2 波的特点 1 振幅 像绳波这种一维 只在某个方向上传播 机械波 若不计能量损失 各质点的振幅相同 2 周期 频率 各质点都在做受迫振动 所以各质点振动的周期 频率 均与波源的振动周期 频率 相同 3 步调 离波源越远 质点振动越滞后 4 运动 各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动 并不随波迁移 各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同 5 实质 机械波向前传播的是振动这种运动形式 同时也可以传递能量和信息 例1如图3所示 是某绳波形成过程的示意图 质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动 带动2 3 4 各个质点依次上下振动 把振动从绳的左端传到右端 已知t 0时 质点1开始向上运动 t 时 1到达最上方 5开始向上运动 问 1 t 时 质点8 12 16的运动状态 是否运动 运动方向 如何 图3 答案 解析 答案见解析 解析各质点在各时刻的情况 如图所示 由甲图可知 t 时 质点8未达到波峰 正在向上振动 质点12 16未振动 答案 解析 答案见解析 波动过程中各质点的运动规律可用三句话来描述 1 先振动的质点带动后振动的质点 2 后振动的质点重复前面质点的振动 3 后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点 概括起来就是 带动 重复 落后 针对训练1 多选 下列关于机械波的说法中 正确的是a 波传播过程中 质点也随着波移动b 相邻质点间必有相互作用力c 前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动 后一质点的振动必定落后于前一质点的振动d 离波源越远 质点的振动频率越小 答案 二 横波和纵波 导学探究 答案 图4 如图4所示 1 图甲是绳波 其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系 答案相互垂直 2 图乙是声波 其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系 答案在同一条直线上 知识深化 横波与纵波的区别1 质点的振动方向与波的传播方向的关系不同 横波中 质点的振动方向与波的传播方向垂直 纵波中 质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上 2 传播介质不同 横波只能在固体介质中传播 纵波在固体 液体和气体中均能传播 3 特征不同 横波中交替 间隔出现波峰和波谷 纵波中交替 间隔出现密部和疏部 例2关于横波和纵波 下列说法正确的是a 振源上下振动形成的波是横波b 振源水平振动形成的波是纵波c 波沿水平方向传播 质点上下振动 这类波是横波d 质点沿水平方向振动 波沿水平方向传播 这类波是纵波 解析根据横波和纵波的概念 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波 并不是上下振动与水平振动的问题 所以a b选项错误 c选项正确 质点沿水平方向振动 波沿水平方向传播 并不能说明是沿同一直线 故d选项错误 解析 答案 三 振动与波的关系 1 区别 1 研究对象不同 振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动 是单个质点的 个体行为 波动是振动在介质中的传播 是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的 群体行为 2 力的来源不同 产生振动的回复力 可以由作用在物体上的各种性质的力提供 而引起波动的力 则总是联系介质中各质点的弹力 3 运动性质不同 振动是质点的变加速运动 而波动是匀速直线运动 传播距离与时间成正比 2 联系 1 振动是波动的原因 波动是振动的结果 有波动必然有振动 有振动不一定有波动 2 波动的性质 频率和振幅与振源相同 例3 多选 关于振动和波的关系 下列说法中正确的是a 振动是波的成因 波是振动的传播b 振动是单个质点呈现的运动现象 波是许多质点联合起来呈现的运动现象c 波的传播速度就是质点振动的速度d 波源停止振动时 波立即停止传播 解析 答案 解析机械波的产生条件是有波源和介质 由于介质中的质点之间相互作用 一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而形成波 所以选项a b正确 波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度 而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化 选项c错误 波源一旦将振动传给了介质 振动就会在介质中向远处传播 当波源停止振动时 介质仍然继续传播波源振动的运动形式 不会随波源停止振动而立即停止传播 选项d错误 四 由 带动法 确定质点的振动方向 带动法原理 先振动的质点带动邻近的后振动的质点 方法 在质点p靠近波源一方附近的图象上另找一点p 若p 在p上方 则p向上运动 若p 在p下方 则p向下运动 如图5所示 图5 例4一列横波沿绳子向右传播 某时刻绳子形成如图6所示的形状 对此时绳上a b c d e f六个质点说法正确的是a 质点b向右运动b 质点d和质点f的速度方向相同c 质点a和质点c的速度方向相同d 从此时算起 质点b比质点c先回到平衡位置 解析 答案 图6 解析波传播时 离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动 并跟随着近的质点振动 d跟随c向上运动 f跟随e向下运动 同理 a向下运动 c向上运动 由此可知选项b c错误 由于此时b和c都向上运动 所以b比c先到达最大位移处 并先回到平衡位置 选项a错误 d正确 达标检测 1 波的形成和传播 多选 如图7所示 沿水平方向的介质中的部分质点 每相邻两质点的距离相等 其中o为波源 设波源的振动周期为t 从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时 经质点1开始振动 则下列说法中正确的是a 介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的 但图中质点9起振最晚b 图中所画出的质点起振时间都是相同的 起振的位置和起振的方向是不同的c 图中质点8的振动完全重复质点7的振动 只是质点8振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后d 只要图中所有质点都已振动了 质点1与质点9的振动步调就完全一致 如果质点1发生的是第100次振动 则质点9发生的就是第98次振动 答案 1 2 3 4 解析 图7 解析从题图可知 质点9是图中距波源最远的点 尽管与波源起振方向相同 但起振时刻最晚 故a正确 b错误 质点7与质点8比较 质点7在质点8的前面 两质点的振动步调相差 故c正确 质点9比质点1晚2t开始起振 一旦质点9起振后 质点1 9的振动步调就完全一致 故d正确 1 2 3 4 2 横波和纵波 有关纵波与横波 下列说法中正确的是a 对于纵波 质点的振动方向与波的传播方向一定相同b 对于横波 质点振动方向与波的传播方向垂直c 纵波的质点可以随波迁移 而横波的质点不能d 横波只能在固体中传播 纵波只能在液体 气体中传播 答案 1 2 3 4 解析纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上 方向并不一定相同 故a选项错误 机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动 并不随波迁移 无论横波和纵波都是这样 故c选项错误 横波只能在固体中传播 纵波可在固体 液体和气体中传播 故d选项错误 解析 3 振动与波的关系 多选 关于机械波和机械振动 下列说法中正确的是a 机械振动就是机械波 机械波就是机械振动b 有机械波 则一定有机械振动c 机械波就是质点在介质中的运动路径d 在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅 解析机械振动在介质中传播 形成了机械波 a错 波的形成有两个条件 一是要有波源 二是要有介质 所以 有机械波一定有机械振