資源簡介

(共36張PPT)
第一章 動量守恒定律
3.1 波的形成
人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊
新課導(dǎo)入
1
新課講解
3
學(xué)習(xí)目標
2
經(jīng)典例題
4
課堂練習(xí)
5
本課小結(jié)
6
目錄
彩帶上的波浪翻卷實際是振動在彩帶上傳播的結(jié)果。振動的傳播稱為波動，簡稱波（wave）。波是怎樣形成的？
在藝術(shù)體操的帶操表演中，運動員手持細棒抖動彩帶的一端，彩帶隨之波浪翻卷。彩帶上的波浪向前傳播時，彩帶上的每個點也在向前運動嗎？
思考
學(xué)習(xí)目標
1. 通過觀察和分析，認識波是振動的傳播，知道波在傳播振動形式的同時也傳播能量和信息。
2. 能對波動現(xiàn)象進行分析和推理，認識波的形成過程。
3. 能區(qū)別橫波和縱波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。
4. 知道機械波的概念和形成機械波的條件。
一、波的形成
凹凸相間的波是怎樣形成的？
思考：為什么繩上各點都能動起來呢？
設(shè)想:把繩分成很多小段
每一個小段可以看做一個質(zhì)點
質(zhì)點之間有相互作用力
請點擊手
一、波的形成
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觀察下圖
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一、波的形成
觀察下圖
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時刻：T/2
一、波的形成
觀察下圖
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時刻：3T/4
一、波的形成
觀察下圖
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時刻：5T/4
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一、波的形成
觀察下圖
1.繩子各部分看成是相互之間存在彈力的質(zhì)點；
2.沿波傳播方向，前一質(zhì)點依次帶動后一質(zhì)點,后一質(zhì)點延遲振動；
3.把質(zhì)點的振動狀態(tài)向前傳播，從總體上看形成凸凹相間的波。
一、波的形成
請點擊手
思考1：繩上的點是不是隨波一起遷移了呢？波傳播的是什么？
思考2：繩上各點是不是同時開始振動的，它們振動的步調(diào)一致嗎？
繩子上的點只在平衡位置上下振動，并不隨波遷移。波傳播的是振動這種形式。
介質(zhì)各個質(zhì)點不是同時起振的，離振源近的質(zhì)點先起振。前面質(zhì)點帶動后面質(zhì)點的振動，后面質(zhì)點重復(fù)前面質(zhì)點的運動，步調(diào)不一致。
思考
思考4：振源振動停止后波還傳播嗎？
思考5：波在傳遞振動形式的同時還在傳遞什么？
波在傳遞振動形式的同時，也傳遞能量和信息。
振源振動停止后波仍向前傳播
思考3：繩上各點開始振動時的方向（起振方向）與振源起振方向有什么關(guān)系？
繩上各點的起振方向與振源起振方向相同。
請點擊手
思考
二、橫波和縱波
1.橫波
(1)特征：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直
(2)波形特點：凹凸相間的波紋
(3)波峰與波谷：
凸起部分的最高點叫做波峰
凹下部分的最低點叫波谷
2.縱波
(1)特征：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。
(2)波形特點：質(zhì)點分布較稀的部分叫疏部，質(zhì)點分布較密的部分叫密部。
二、橫波和縱波
三、機械波
1.定義：機械振動在介質(zhì)中由近及遠的傳播就形成了機械波。
波源（振源）：能夠維持振動的傳播，不間斷的輸入能量,并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。
介質(zhì)：凡是能傳播機械振動的媒介物質(zhì)，都可以叫做介質(zhì)。
注意:有振動不一定存在波，有波一定存在振動．
2.產(chǎn)生條件：① 有振源。② 有可傳播波的介質(zhì)。
(1)各質(zhì)點的振動
3.機械波的特點
(2) 傳播規(guī)律：波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播。
②機械波傳播的是振動的形式、能量和信息;
③各質(zhì)點都以自己的平衡位置為中心振動，質(zhì)點并不隨波遷移;
⑤各質(zhì)點的起振方向都與波源的起振方向相同。
④介質(zhì)中各質(zhì)點都在做受迫振動，其振動頻率都等于波源的振動頻率；
①沿波傳播的方向由近及遠的傳播。
三、機械波
4.機械波的傳播
(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，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.
三、機械波
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)始的運動現(xiàn)象，波動是大量質(zhì)點表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運動現(xiàn)象.
(2)運動成因不同
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)點的帶動而隨著運動，并將振動形式由近及遠傳播開去，各質(zhì)點間存在相互作用的彈力，各個質(zhì)點都受到回復(fù)力作用.
(3)運動性質(zhì)不同
質(zhì)點的振動是變加速運動，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動.
典例分析
例1. (多選)下列關(guān)于橫波、縱波的說法正確的是(　　 )
A.橫波中，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷
B.質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波
C.橫波和縱波傳播的都只是振動這種運動形式
D.沿橫向傳播的波叫橫波，沿縱向傳播的波叫縱波
E.沿橫向傳播的波叫縱波，沿縱向傳播的波叫橫波
解析：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波；橫波具有波峰和波谷，兩種波傳播的都只是振動這種運動形式，質(zhì)點并不隨波遷移，A、B、C正確。
ABC
典例分析
例2 在機械波中，下列說法中錯誤的是( )
A、各質(zhì)點都在各自平衡位置附近振動
B、相鄰質(zhì)點間必有相互作用力
C、前一質(zhì)點的振動帶動相鄰后一質(zhì)點的振動，后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點
D、各質(zhì)點也隨波的傳播而遷移
D
典例分析
例3 　下列關(guān)于機械波的說法中，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，質(zhì)點的振動頻率越小
典例分析
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振動頻率相同，選項A正確，E錯誤；
波在傳播過程中各質(zhì)點不隨波遷移，選項D錯誤.
答案　ABC
典例分析
例4　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)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象
C.波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度
D.波源停止振動時，波立即停止傳播
解析　機械波的產(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)點的振動由近及遠傳播而形成波，所以選項A、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)中向遠處傳播；當波源停止振動時，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而停止傳播，即波不會停止傳播，選項D錯誤.
答案　AB
典例分析
例5　一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點說法正確的是(　　)
A.它們的振幅相同
B.質(zhì)點D和質(zhì)點F的速度方向相同
C.質(zhì)點A和質(zhì)點C的速度方向相同
D.從此時算起，質(zhì)點B比質(zhì)點C先回到平衡位置
典例分析
典例分析
解析　波中各點均做受迫振動，不考慮能量損耗，各質(zhì)點振幅相同，所以選項A正確；
波傳播時，離波源遠的質(zhì)點的振動落后于離波源近的質(zhì)點的振動，并跟隨著近的質(zhì)點振動，D跟隨C向上運動，F(xiàn)跟隨E向下運動，同理，A向下運動，C向上運動，由此可知選項B、C錯誤；
由于此時B和C都向上運動，所以B比C先到達最大位移處，并先回到平衡位置，所以選項D正確.
答案　AD
課堂練習(xí)
1.［多選］關(guān)于機械波的形成，下列說法中正確的是（　 　）
A.物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波
B.后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點重復(fù)振動，只是時間落后一步
C.參與振動的質(zhì)點都有相同的頻率
D.機械波是介質(zhì)隨波遷移，也是振動能量的傳遞
BC
解析：A錯：機械波的形成必須具備的兩個條件：振源和介質(zhì)。只有物體做機械振動，而其周圍沒有傳播這種振動的介質(zhì)，遠處介質(zhì)的質(zhì)點不可能振動起來而形成機械波。
B、C對：任何一個振動的質(zhì)點都是一個波源，帶動它周圍的質(zhì)點振動，將振動傳播開來，所以后一質(zhì)點總是落后，但振動頻率相同。
D錯：形成機械波的各振動質(zhì)點只在平衡位置附近往復(fù)運動，并沒有隨波遷移，離波源遠的質(zhì)點振動的能量是通過各質(zhì)點的傳遞從波源獲得。
課堂練習(xí)
2.圖中①中有一條均勻的繩，1、2、3、4……是繩上一系列等間隔的點。現(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳播。某時刻，繩上9、10、11、12四點的位置和運動方向如圖②所示（其他點的運動情況未畫出），其中點12的位移為零，向上運動，點9的位移達到最大值。試在圖③中畫出再經(jīng)過 周期時點3、4、5、6的位置和速度方向，其他點不必畫。（圖③的橫、縱坐標與圖①、②完全相同）
課堂練習(xí)
解析：根據(jù)橫波的形成原理，由題中給出9、10、11、12四點的位置和運動方向，可畫出其他各點的位置和運動方向，如圖所示，圖中MN為各點的平衡位置，根據(jù)各點此時的運動方向，即可找到再過 T 各個質(zhì)點的位置和運動方向。如圖中虛線所示。
答案：如右圖所示。
課堂練習(xí)
3.［多選］關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法正確的是 （　　）
A.振動是波形成的原因，波是振動的傳播形式
B.振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)系起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象
C.波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度
D.波源停止振動時，波立即停止傳播
AB
解析：A、B對：機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)，由于介質(zhì)中的質(zhì)點依次被帶動起來由近及遠傳播而形成波。
C錯：波的傳播速度是波形由波源向外延伸的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變，而質(zhì)點振動的速度大小和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化。
D錯：波源一旦將振動傳給了介質(zhì)，振動就會在介質(zhì)中向遠處傳播，當波源停止振動時，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而立即停止傳播，即波不會立即停止傳播。
波的分類
機械波
波的形成
把質(zhì)點的振動狀態(tài)向前傳播，從總體上看形成凸凹相間的波。
橫波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直；
縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。
定義：機械振動在介質(zhì)中由近及遠的傳播就形成了機械波。
產(chǎn)生條件：① 有振源。② 有可傳播波的介質(zhì)。
課堂小結(jié)
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