新教材高中物理第三章机械波第1节波的形成课件新人教版选择性必修第一册

第三章

机械波第1节

波的形成课标解读课标要求素养要求1.通过观察,认识波的特征。2.能区别横波和纵波。1.物理观念:理解机械波的形成过程和产生条件,知道机械波的种类。明确机械波传播的特点。⒉科学思维:通过对波的认识和理解,逐步提高空间想象能力。要点一波的形成当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又_______①更远一些的质点……绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点_____①一些开始振动。这样依次带动下去，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了，整体上形成了凹凸相间的波形。带动迟①（1）取一条较长的软绳，连续向上、向下抖动长绳，可以看到一列波产生和传播的情形，你能不能描述一下波的形成过程？(注意体会“带动”“迟”的含义)提示①将绳分成许多小段，每一段都可以看成质点。②相邻质点间有相互作用，当振源质点振动时，会带动相邻质点振动。这一质点又会带动下一质点振动。③后面质点的运动重复前面质点的运动。④后面质点的运动滞后前面质点的运动，同一时刻，各质点离开平衡位置的位移是不同的，从而整体上形成凹凸相间的波形。（2）在水面上投一石块形成水波，则水面上的树叶能否随水波漂浮到远处？提示不能。水波在传播时，介质不随波迁移。提示波源和介质是形成机械波的必要条件，二者缺一不可，有振动不一定有机械波，有机械波一定有振动。（4）机械波形成后，若波源停止振动，机械波会立即消失吗？提示不会。波源停止振动后，机械波传递的能量并不会立即消失，因此机械波不会立即消失。（3）振动和波的关系是什么？有振动是否一定有机械波？要点二横波和纵波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作_______②。在横波中，凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作_______②。在纵波中，质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。横波纵波②（1）当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时感到上下颠簸，由此可见地震波是什么波？提示地震震源往往在地下某个地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波，所以，地震波既含有纵波成分又含有横波成分。另外，横波振幅比纵波大，破坏力大，所以横波的水平晃动力是造成建筑物损坏的主要原因。提示声波是横波还是纵波，不是由声源决定的，而是由它传播的介质决定的，在空气中声音以纵波的形式传播，在固体中纵波、横波共存。空气之所以能传播纵波，是因为声源振动→周围空气疏、密度发生变化→传播至耳膜，耳膜振动，然后人就听到了声音。（2）声波是横波还是纵波？1.机械振动在介质中传播，形成机械波。2.机械波的产生条件（1）要有波源。（2）要有传播振动的介质。3.介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，因此说它传播的只是振动这种运动形式和能量。探究点一

波的形成

如图所示是生活中常见的几种波动现象，这些波动现象是如何形成的呢？[提示]以彩带为例，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带像波浪般翻卷，是因为彩带一端振动，带动彩带上相邻部分振动，依次逐渐引起整个彩带振动。1.机械波的形成与传播2.波动过程中各质点的运动特点(1)先振动的质点带动后振动的质点；后振动的质点重复前面质点的振动；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”。(2)各质点只在各自的平衡位置附近做往复运动，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。(3)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。

ACD

A.向左 B.向右 C.向上 D.向下C

[答案]图见解析

探究点二

横波和纵波

以上两种波动中，各质点振动方向与波的传播方向有什么关系？[提示]团体操形成的波中，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直；在轻弹簧形成的波中，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。1.横波和纵波的比较名称横波纵波概念在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上介质只能在固体介质中传播在固体、液体和气体介质中均能传播特征在波动中交替、间隔出现波峰和波谷在波动中交替、间隔出现密部和疏部名称振动波动运动现象振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象波动是介质中大量的质点受到扰动时，从扰动中心传播开来的周而复始的运动现象联系(1)振动是波的起因，波是振动的传播(2)有波动一定有振动，有振动不一定有波动2.振动与波动的联系和区别例(多选)横波和纵波的区别是(

)A.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相同或相反B.纵波不能在空气中传播C.横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部D.横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，纵波中质点的振动方向与波的传播方向垂直AC[解析]物理学中把质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波称为横波，把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波称为纵波，对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，A正确，D错误；声波是纵波，能在空气中传播，B错误；横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部，C正确。规律总结(1)横波中，质点的振动方向在与波的传播方向垂直的平面内。(2)纵波中，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，有时同向,有时反向。(3)机械波中的横波只能在固体介质中传播，机械波中的纵波在固体、液体、气体介质中均能传播。1.下列说法中不正确的是(

)A.声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波B.波不但能传递能量，还能传递信息C.发生地震时，由震源传出的波中既有横波又有纵波D.一切机械波的传播都需要介质A

2.关于横波和纵波，下列说法正确的是(

)A.对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反B.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同C.对于纵波，介质中质点随波一起迁移D.对于纵波，介质中质点不随波迁移D[解析]横波中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波中质点的振动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，故A、B错误；无论横波还是纵波，当有机械波在介质中传播时，介质中的质点都是在平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故C错误，D正确。1.在平静的湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传播到小木条处时，小木条将(

)A.随波纹漂向湖岸 B.不动C.向波源处漂动 D.在原来位置上下振动D评价检测·素养提升[解析]介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，介质质点只在自己的平衡位置附近振动，向外传播的只是振动形式和能量，生活中的水面上的一些漂浮物会沿波向外移动，是因为外界另外一些因素的干扰，如风的吹动等，故D正确。2.《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是(

)A.大钟的回声B.大钟在继续振动，空气中继续形成声波C.人的听觉发生“暂留”D.大钟虽停止振动，但空气仍在振动B[解析]停止对大钟的撞击后，大钟做阻尼振动，仍在空气中形成声波；随着能量的减弱，钟声逐渐消失。3.一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是(

)A.波中的各个质点都在由西向东运动B.波中的各个质点一定沿水平方向振动C.波中的各个质点一定沿竖直方向振动D.以上说法都错误D

A

波的传播方向与质点在该时刻的振动方向的互判若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化。反过来，若已知某质点的振动方向，也可以判断波的传播方向。常用方法：①上、下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”，如图所示。

C

C1.（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，不一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间上落后一步C.机械波中介质随波迁移D.机械波可以传递能量和信息ABD[解析]若只有物体振动，而周围没有传播这种振动的介质，振动不可能由近及远传播出去形成机械波，A正确；机械波中各振动质点都在重复波源的振动，离波源越远，振动步调越落后，机械波中各质点只在自己平衡位置附近振动，不随波迁移，离波源较远的质点振动的能量是通过离波源近的各质点的传递从波源获得的，C错误，D正确。2.下列关于横波、纵波的说法正确的是(

)A.凹凸相间的波叫横波，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一直线上的波叫横波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A

3.[2021山东济南高二期末]某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是(

)A.波形甲的振幅比波形乙的大 B.波形甲的周期比波形乙的长C.波形甲的形成时间比波形乙早 D.波形甲的起振方向与波形乙相同B4.（多选）在学到“机械振动”“机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表了自己的观点。小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波。小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过铁桥时要减速，也是同样的道理。小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹门使之振动产生的。小赵说：树叶在水面上下振动说明，机械波并不向外传递介质。从物理学的角度来看，你认为他们谁说的对(

)A.小张说的对 B.小王说的对 C.小李说的对 D.小赵说的对ABD

5.（多选）机械波在介质中传播时，下列说法中正确的是(

)A.各质点都在各自的平衡位置附近振动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D.各质点也随波的传播而迁移ABC

6.（多选）一列横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A的受力，下列说法中正确的是(

)BD

7.（多选）下列关于机械波的说法中正确的是(

)A.相邻的质点相互做功B.纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C.波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动D.除波源外波中各质点都做受迫振动ACD[解析]机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使波源的振动形式与波源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A正确；波在传播的过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，故B错误；每个质点都是由波源依次带动后面的质点，每个质点都做受迫振动，并且都“仿照”波源振动，故C、D正确。8.[2021江西临川二中期末]下列关于波的应用正确的是(

)A.要使放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波B.两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员能听到对方发出的声音是声波在液体中传播的应用C.光缆是利用机械波传递信息的D.宇航员在宇宙飞船里，击打船壁只能引起机械振动，不能形成声波B[解析]机械波传播时，介质中各质点在各自平衡位置附近振动，质点本身并不随波迁移，所以水波并不能使河中的纸船靠近河岸，A错误；光缆是利用光波传递信息的，C错误；固体也能传播声波，