新教材2025版高中物理第三章机械波1.机械波的形成和传播学案教科版选择性必修第一册

1.机械波的形成和传播课标要求1.理解机械波的形成过程和产生条件．2．知道机械波的种类——横波和纵波的概念．3．明确机械波传播的特点．4．驾驭由传播方向确定质点振动方向的方法．思维导图必备学问·自主学习——突出基础性素养夯基一、机械波的形成和传播1．机械波形成缘由以绳波为例(如图)(1)可以将绳分成很多小段，每一段都可以看作________．(2)假如手不抖动，各个质点排列在同始终线上，各个质点所在的位置称为各自的____________．(3)手连续上下抖动，引起的振动就会沿绳向另一端传去，____________在绳上的传播就形成了机械波．(4)手是引起绳上初始振动的装置，叫________．[导学1]由于相邻质点间存在着相互作用，当绳中某一质点发生振动(振源)时，就会带动相邻的质点，使它上下振动，这个质点又带动更远一些的质点振动起来，后面的质点步调滞后．[导学2](1)各点起先起振方向与振源相同．(2)传播过程中各质点的振动都是受迫振动，周期与振源相同．2．介质(1)定义：能够传播振动的物质．(2)质点运动特点：介质中的各质点只是在各自的平衡位置旁边左右振动，并没有随波的传播而向前移动．3．机械波(1)定义：____________在介质中的传播，形成了机械波．(2)机械波的产生条件①波源：________________的部分．②介质：________________的物质．(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迁移，传播的只是____________这种运动形式．②波是传递________的一种方式．[导学3]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．二、横波与纵波机械波可分为横波和纵波两类定义标识性物理量实例横波质点的振动方向和波的传播方向________的波①波峰：横波中凸起的________②波谷：横波中凹下的________绳上形成的波纵波质点的振动方向和波的传播方向________的波①密部：纵波中质点分布________的部分②疏部：纵波中质点分布________的部分声波、弹簧上的波关键实力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一波的形成、传播及特点导学探究如图所示，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．假如在绳子上某处系一手帕做标记，视察手帕的运动有什么特点？手帕随着凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动吗？归纳总结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旁边做往复振动，并不随波迁移．各质点的起振方向都与波源起先振动的方向相同．(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．典例示范例1(多选)如图是一条软绳，绳上选有18个质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波．由波的形成及图示可知，下列说法正确的是()A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动B．每个质点起先运动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动C．绳子上的每一个质点起先振动时，方向都向上，振动周期都相同D．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒归纳总结机械波的形成和传播特点(1)机械波的形成过程及特点可以概括为“带动、重复、落后”，即前一质点“带动”后一质点振动，后一质点“重复”前一质点的振动形式，并且后一质点的振动“落后”于前一质点．(2)就整个物体来说，呈现的现象是波动，而就构成物体的单个质点来说，所呈现的现象是振动．(3)要画另一时刻的波形图，应先确定特别点的位置，即此时刻在平衡位置或最大位移处的点，这些点的位置确定后，其他点可顺势找出．素养训练1(多选)关于机械波，下列说法正确的是()A．各质点都在各自的平衡位置旁边振动B．相邻质点间有相互作用力C．前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定落后于前一质点D．各质点随波的传播而迁移素养训练2在一安静的湖面上漂移着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动状况．以下说法正确的是()A．因为“同流合污”，木块将被推至远处B．因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动状况C．无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动D．木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等状况有关探究点二横波和纵波归纳总结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．典例示范例2下列关于横波、纵波的说法正确的是()A．凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷B．质点振动方向和波的传播方向在同始终线上的波叫横波C．沿横向传播的波叫横波，沿纵向传播的波叫纵波D．沿横向传播的波叫纵波，沿纵向传播的波叫横波归纳总结要区分横波和纵波，须从两个方面入手，一是划分标准，二是波形特征．(1)横波和纵波的最大区分表现在波的传播方向和质点振动方向的关系上．(2)横波和纵波都须要介质传播，但对介质的要求不同．素养训练3下列关于横波的说法正确的是()A．横波中，质点的振动方向肯定与波的传播方向垂直B．横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向在同始终线上C．横波中，波水平向右传播，各个质点肯定上下振动D．能形成波峰、波谷的波是横波素养训练4(多选)下列有关横波与纵波的说法正确的是()A．沿水平方向传播的波为横波B．纵波可以在固态、液态、气态介质中传播C．纵波与横波不行以同时在同一介质中传播D．横波只能在固体中传播探究点三波的传播方向与质点振动方向的互判方法归纳总结内容图像“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来推断振动方向典例示范例3一列横波在某时刻的波形图如图所示，此时F质点的振动方向向下，则下列说法正确的是()A．波水平向右传播B．质点H与质点F的运动方向相同C．质点C比质点B先回到平衡位置D．此时刻质点C的加速度为零素养训练5振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图像是()随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．(多选)关于机械波的形成，下列说法正确的是()A．物体做机械振动，肯定产朝气械波B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C．参加振动的质点均有相同的频率D．机械波是介质随波的迁移，也是振动能量的传递2．以下对机械波的相识正确的是()A．形成机械波肯定要有振源和介质B．振源做简谐运动形成的波中，各质点的运动状况完全相同C．横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D．机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动3．(多选)下列关于横波与纵波的说法正确的是()A．声波肯定是纵波B．水波肯定是横波C．地震波既有横波，也有纵波D．横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播4．在敲响古刹里的大钟时，有的同学发觉，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，其缘由是()A．大钟的回声B．大钟在接着振动，空气中接着形成声波C．人的听觉发生“暂留”的原因D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动5．(多选)一列简谐横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形态．对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点的说法正确的是()A．它们的振幅相同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．从今时算起，质点B比质点C先回到平衡位置1．机械波的形成和传播必备学问·自主学习一、1．(1)质点(2)平衡位置(3)振动状态(4)波源3．(1)机械振动(2)①产生初始振动②能够传播振动(3)①机械振动②能量二、垂直最高处最低处平行密集稀疏关键实力·合作探究探究点一【导学探究】提示：手帕标记做上下振动，并没有随凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动．【典例示范】例1解析：质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，A正确；每个质点起先振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向不随波迁移，B错误；绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒，比如最高点和最低点动能为零，重力势能不等，D正确．答案：ACD素养训练1解析：按“带动、重复、落后”的原则可判知B、C正确；由波的实质可知，波传播的只是振动这种运动形式，各介质质点并不随波定向迁移，A正确，D错误．答案：ABC素养训练2解析：波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置旁边运动，并不随波迁移，故A、B、D错误，C正确．答案：C探究点二【典例示范】例2解析：从振动方向上看，质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，振动方向与波的传播方向平行的波叫纵波；从波形上看，横波有波峰和波谷，而纵波有密部和疏部，A正确，B、C、D错误．答案：A素养训练3解析：横波的传播方向与质点的振动方向垂直，A正确，B错误；向右传播的横波，质点可能前后振动，C错误；水波有波峰和波谷，但不是横波，D错误．答案：A素养训练4解析：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，A错误；纵波可在任何介质中传播，B正确；横波和纵波可在同一种介质中传播，如地震波，C错误；横波只能在固体中传播，D正确．答案：BD探究点三【典例示范】例3解析：依据波的传播方向与质点振动方向的互判方法，可知波是向左传播的，A错误；因波是向左传播的，质点H的运动方向是向上的，B错误；因波是向左传播的，可以推断质点C要向下运动，干脆回到平衡位置，而质点B先向上运动到达最大位移处后再回到平衡位置，这样质点C要比质点B先回到平衡位置，C正确；质点C处在最大位移处，其加速度最大，D错误．答案：C素养训练5解析：由“带动法”可知此时P点从平衡位置起先向下运动，B正确．答案：B随堂演练·自主检测1．解析：机械波的形成必需具备的两个条件：振源和介质，若物体做机械振动，而其四周没有传播这种振动的介质，远处介质的质点不行能振动起来形成机械波，A错误；任何一个振动的质点都是一个波源，带动它四周的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后于前一质点，但振动频率相同，B、C正确；形成机械波的各振动质点只在平衡位置旁边往复运动，并没有随波迁移，离波源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从波源获得的，D错误．答案：BC2．解析：振源和介质是形成机械波的两个必不行少的条件，A正确；简谐运动在介质中传播时，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些起先振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一样，B、C、D错误．答案：A3．解析：声波可以在空气中传播，也可以在液体和固体中传播，空气中的声波肯定是纵波，而固体中的声波既可能是纵波，也可能是横波，A错误；水波既不是横波，也不是纵波，它的形式比较困难，B错误；地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右运动，C正确；横波只能在固体中传播，纵波在固体、