版选修3_4.ppt

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1、1 机械波的形成和传播,第二章 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. 4.掌握波的传播方向与质点振动方向的关系.,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、机械波的形成和传播 1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做 . (2)由于绳中各部分之间都有相互作用的 联系着，先运动的质点_后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播. 2.介质 能够传播振动的 .,质点,弹力,带动,物质,3.机械波 (1)定义 机械

2、振动在 中的传播. (2)传播的特点 波传播的是 这种形式，而介质的每个质点只在自己的 附近振动，并不随波迁移. 波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递 ，而且可以传_. 4.波源：引起初始 的装置.,介质,振动,平衡位置,能量,递信息,振动,二、横波与纵波 1.波的分类 按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为_和 . 2.横波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向 的波. (2)标识性物理量 波峰：凸起来的 处. 波谷：凹下去的 处.,横波,纵波,垂直,最高,最低,3.纵波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向 的波. (2)标识性物理量 密部：

3、介质中质点分布 的部分. 疏部：介质中质点分布 的部分. 4.简谐波 不管横波还是纵波，如果传播的振动是 运动，这种波叫做简谐波.,平行,密集,稀疏,简谐,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，所有质点同时开始运动，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(均填“向上”或“向下”).,答案,图1,向上

4、,向下,重点探究,一、机械波的形成、传播及特点,导学探究 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？,答案 没有.红色标记只在竖直方向上下振动.,答案,图2,答案 不会.,(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？,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 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. 周期(频率)：各质点都在做受迫振动

5、，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.,步调：离波源越远，质点振动越滞后. 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. 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.,答案 见解析,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t0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：,答案,解析,图3,解析 各质点在各时刻的情况，如图所示：,答案 见解析,答案,解析,波

6、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 (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,导学探究 如图4所示，,二、横波和纵波,图4,(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

7、中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？ 答案 相互平行.,答案,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平行. (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.,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平行的波叫做纵波，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

8、，波沿水平方向传播，并不能说明二者方向平行，故D选项错误.,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,答案,解析,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

9、.,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,答案,解析,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存在相互作用，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

10、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波形图上另找一点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,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,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，

11、对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点的说法正确的是,答案,解析,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，并跟随着离波源近的质点振动，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.(机械波的形成和传播)(多选)如图7所示为沿 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

12、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,1,2,3,4,答案,解析,图7,1,2,3,4,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相比，质点7在质点8的前面，两质点的振动步调相差 故

13、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)有关横波与纵波，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，质点的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,解析,1,2,3,4,解析 纵波质点的振动方向与波的传播方向平行，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

14、波可在固体、液体和气体中传播，故D选项错误.,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动，B对； 在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C错； 离波源较远的质点依靠前面质点的带动，所以频率、振幅相同，D对.,1,2,3,4,3.(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,答案,解析,解析 由“带动法”可知此时P点从平衡位置开始向下振动，B正确.,1,2,3,4,4.(由“带动法”确定质点的振动方向)振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t0时刻绳上形成的波形如图8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,答案,解析,图8,