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(共27張PPT)
機(jī)械波
第1課時(shí)波的形成
基礎(chǔ)鞏固
1、在一條軟繩上選18個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng)，其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)，從而形成簡(jiǎn)諧波，由波的形成及圖示可知，下列說法中正確的是（　　）
A、每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置附近自由振動(dòng)
B、每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后，均在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
C、繩上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同
D、繩上波的傳播過程也是能量的傳遞過程，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，故每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒
C
【詳解】
A．質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩子上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，A錯(cuò)誤；
B．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)后，只在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水平方向上不隨波遷移，B錯(cuò)誤；
C．繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，振動(dòng)周期等于波源振動(dòng)周期，C正確；
D．波的傳播過程也是能量的傳遞過程，所受合力不為零，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但是每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒，D錯(cuò)誤；
2、北京時(shí)間2023年2月6日9時(shí)17分, 在土耳其發(fā)生7.8級(jí)地震，關(guān)于地震波，下列說法不正確的是（　　）
A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波
B．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波
C．橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部
D．地震波是橫波，聲波是縱波
【答案】D
【詳解】
A．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波，A正確，不符合題意；
B．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波，B正確，不符合題意；
C．橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部，C正確，不符合題意；
D．地震波有橫波也有縱波，空氣中的聲波是縱波，D錯(cuò)誤，符合題意。
故選D。
3、如圖所示，用手握住較長(zhǎng)輕質(zhì)細(xì)繩的一端連續(xù)上下抖動(dòng)，形成一列簡(jiǎn)諧橫波。某一時(shí)刻的波形圖如圖所示，繩上a、b兩質(zhì)點(diǎn)均處于波峰位置。下列說法正確的是（　　）
A．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)
B．波從a質(zhì)點(diǎn)傳播到b質(zhì)點(diǎn)需要半個(gè)周期
C．a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)會(huì)向右運(yùn)動(dòng)到b質(zhì)點(diǎn)
D．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)此時(shí)速度最大
【答案】A
【詳解】A．由波形圖可知，a、b兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)，選項(xiàng)A正確；
B．波從a質(zhì)點(diǎn)傳播到b質(zhì)點(diǎn)需要一個(gè)周期，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近振動(dòng)，而不隨波遷移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)此時(shí)均在波峰位置，速度為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
4、關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是（　　）
A．對(duì)于橫波和縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反
B．對(duì)于縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一定相同
C．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移
D．橫波和縱波都能傳遞信息
【答案】D
【詳解】AB．對(duì)于縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反；對(duì)于橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；
C．無(wú)論是橫波還是縱波，形成波的質(zhì)點(diǎn)都不能隨波一起遷移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．橫波和縱波都能傳遞信息，選項(xiàng)D正確。
故選D。
基礎(chǔ)鞏固
5、 2022年8月14日，巴布亞新幾內(nèi)亞發(fā)生5.9級(jí)地震，震源深度110千米，地震波有橫波和縱波。關(guān)于地震波的形成與傳播，下列說法正確的是（　　）
A．地震波中橫波傳播方向與振動(dòng)方向垂直，波形中形成疏部與密部
B．地震波只可以傳遞信息，不可以傳遞能量
C．地震波在傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)的同時(shí)還要隨波一起向前遷移
D．只要有地震波發(fā)出，一定能找到產(chǎn)生地震波的波源
【答案】D
【詳解】
A．地震波中橫波傳播方向與振動(dòng)方向垂直，波形中形成波峰與波谷，A錯(cuò)誤；
B．波既可以傳遞信息，也可以傳遞能量，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)波的傳播特點(diǎn)，前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，但每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移，C錯(cuò)誤；
D．機(jī)械波的產(chǎn)生應(yīng)滿足兩個(gè)條件，一是波源，二是介質(zhì)，二者缺一不可，有波源未必有波動(dòng)，但有波動(dòng)一定有波源，D正確.
故選D。
6、關(guān)于機(jī)械波的形成和傳播，下列說法中正確的是（　　）
A．波的傳播速度和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度相同
B．在波的傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)
C．參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向一定與波的傳播方向垂直
D．機(jī)械波是介質(zhì)隨波遷移，也是振動(dòng)能量的傳遞
【答案】B
【詳解】
A．介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度與波的傳播速度沒有關(guān)系，故A錯(cuò)誤；
B．由于介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)的相互作用，前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，故做受迫振動(dòng)，故B正確；
C．若為橫波，參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向一定與波的傳播方向垂直；若為縱波，則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向在同一直線上，故C錯(cuò)誤；
D．機(jī)械波是介質(zhì)不隨波遷移，是振動(dòng)能量的傳遞，故D錯(cuò)誤。
7、關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，正確說法是（　　）
A．物體做機(jī)械振動(dòng)，一定會(huì)產(chǎn)生機(jī)械波
B．如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波動(dòng)也立即停止
C．介質(zhì)中有機(jī)械波傳播，其中質(zhì)點(diǎn)不一定在做機(jī)械振動(dòng)
D．介質(zhì)中每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向一定和波源開始振動(dòng)的方向相同
【答案】D
【詳解】AC．物體做機(jī)械振動(dòng)，不一定會(huì)產(chǎn)生機(jī)械波；介質(zhì)中有機(jī)械波傳播，其中質(zhì)點(diǎn)一定在做機(jī)械振動(dòng)，故AC錯(cuò)誤；
B．如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波動(dòng)并不會(huì)立即停止，故B錯(cuò)誤；
D．介質(zhì)中每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向一定和波源開始振動(dòng)的方向相同，故D正確。
故選D。
8、如圖所示為一橫波在某一時(shí)刻的波形圖，已知質(zhì)點(diǎn)F此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向豎直向下，則（　　）
A．波向右傳播
B．此時(shí)質(zhì)點(diǎn)H和F的運(yùn)動(dòng)方向相同
C．質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置
D．此時(shí)速度最大的質(zhì)點(diǎn)是A、E、I
【答案】D
【詳解】A．因質(zhì)點(diǎn)F的振動(dòng)方向向下，由同側(cè)法得，波的傳播方向向左，故A錯(cuò)誤；
B．此時(shí)質(zhì)點(diǎn)H的振動(dòng)方向向上，與質(zhì)點(diǎn)F的振動(dòng)方向相反，故B錯(cuò)誤；
C．同理，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向向上，質(zhì)點(diǎn)B要先到最高位置，然后再往下到平衡位置，所以質(zhì)點(diǎn)C比B先回到平衡位置，故C錯(cuò)誤；
D．質(zhì)點(diǎn)在平衡位置時(shí)速度最大，則此時(shí)速度最大的質(zhì)點(diǎn)是A、E、I，故D正確。
故選D。
拓展提升
1、如圖所示為某繩波形成過程的示意圖，1、2、3、4…為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)，繩處于水平方向．質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端．t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是（　　）
A．t＝時(shí)質(zhì)點(diǎn)5的運(yùn)動(dòng)方向向下
B．t＝時(shí)質(zhì)點(diǎn)7的速度方向向上
C．t＝時(shí)質(zhì)點(diǎn)11的運(yùn)動(dòng)方向向下
D．t＝T時(shí)質(zhì)點(diǎn)17開始向下運(yùn)動(dòng)
【答案】B
【詳解】根據(jù)質(zhì)點(diǎn)起振動(dòng)方向與波源起振方向相同，確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。
A．經(jīng)過四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動(dòng)，起振方向與質(zhì)點(diǎn)1相同，為豎直向上，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．t=T時(shí)，傳播到9質(zhì)點(diǎn)，7質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置上方，正豎直向上運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)的速度方向豎直向上，選項(xiàng)B正確；
C．時(shí)，質(zhì)點(diǎn)13開始振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)11位于平衡位置上方，正在向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
D．t=T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)17開始運(yùn)動(dòng)，起振方向與質(zhì)點(diǎn)1相同，為豎直向上，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選B。
2、如圖所示是以質(zhì)點(diǎn)P為波源的機(jī)械波沿著一條固定的輕繩傳播到質(zhì)點(diǎn)Q的圖形，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P剛開始振動(dòng)時(shí)的方向和波的性質(zhì)，下列判斷正確的是（　　）
A．向上、橫波
B．向下、橫波
C．向左、縱波
D．向右、縱波
【答案】A
【詳解】由于波源帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)，后面的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)波向左傳播可判斷Q點(diǎn)的起振方向向上，故P點(diǎn)的起振方向也向上，且每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，故此波為橫波。故選A。
3、一列沿著繩子向右傳播的橫波，在傳播方向上有、兩點(diǎn)，它們的振動(dòng)方向相同，是的中點(diǎn)，則點(diǎn)的振動(dòng)方向（　　）
A．一定跟、兩點(diǎn)的振動(dòng)方向相同
B．一定跟、兩點(diǎn)的振動(dòng)方向相反
C．可能跟、兩點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，可能跟、兩點(diǎn)的振動(dòng)方向相反
D．無(wú)法確定
【答案】C
【詳解】波傳播時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與它們離波源的距離有關(guān)。設(shè)某時(shí)刻繩子形成如答圖所示的形狀，正在平衡位置的1、2、3點(diǎn)的振動(dòng)方向相同（向上）。由答圖可知：若、為1、2兩點(diǎn)，則中點(diǎn)向下振動(dòng)，與、兩點(diǎn)的振動(dòng)方向相反；若、為1、3兩點(diǎn)，則中點(diǎn)向上振動(dòng)，與、兩點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，ABD錯(cuò)誤，故選項(xiàng)C正確。故選C。
4、如圖所示，因波源S周期性振動(dòng)產(chǎn)生向右傳播的機(jī)械波，振幅呈現(xiàn)A、2A交替變化，當(dāng)t=0時(shí)刻恰好傳到x=7d位置處，P、Q分別是x=2d和x=4d位置處的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是（　　）
A．波源S的起振方向?yàn)閥正方向
B．機(jī)械波的波速在不斷變化
C．當(dāng)機(jī)械波剛好傳到x=1ld位置處時(shí)，P點(diǎn)和Q點(diǎn)經(jīng)過的路程相等
D．當(dāng)機(jī)械波剛好傳到x=8d位置處時(shí)，P、Q均在平衡位置且速度方向相同
【答案】C
【詳解】A．因恰好傳到x=7d位置處的質(zhì)點(diǎn)起振方向沿y軸負(fù)方向，則波源S的起振方向?yàn)閥負(fù)方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．同一介質(zhì)中波速一定，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．當(dāng)機(jī)械波向右傳過11d后，P點(diǎn)路程是
Q點(diǎn)路程
因振幅比為2：1，P點(diǎn)和Q點(diǎn)的路程相等，選項(xiàng)C正確；
D．當(dāng)機(jī)械波剛好傳到x=8d位置處時(shí)，P在平衡位置，速度方向豎直向下，Q在平衡位置，速度方向豎直向上，不相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；
故選C。
5、資料記載，海嘯波浪海嘯波是重力長(zhǎng)波，波長(zhǎng)可達(dá)100公里以上；它的傳播速度等于重力加速度g與海水深度乘積的平方根，使得在開闊的深海區(qū)低于幾米的一次單個(gè)波浪，到達(dá)淺海區(qū)波長(zhǎng)減小，振幅增大，掀起10~40米高的拍岸巨浪，有時(shí)最先到達(dá)的海岸的海嘯可能是波谷，水位下落，暴露出淺灘海底；幾分鐘后波峰到來，一退一進(jìn)，造成毀滅性的破壞。
（i）在深海區(qū)有一海嘯波（忽略海深度變化引起的波形變化）如圖甲，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖，虛線是t =900s后首次出現(xiàn)的波形圖。已知波沿x軸正方向傳播，波源到淺海區(qū)的水平距離s1=1.08萬(wàn)公里，求海嘯波到淺海區(qū)的時(shí)間t1；
（ii）在淺海區(qū)有一海嘯波（忽略海深度變化引起的波形變化）如圖乙，波從進(jìn)入淺海區(qū)到達(dá)海岸的水平距離為s2，寫出該海嘯波的表達(dá)式和波谷最先到達(dá)海岸的關(guān)系式。
【詳解】（i）由圖甲得 依題意有 ， ，
解得
（ii）由圖像得波的振幅A=20m，波長(zhǎng) 由②式得波的周期
又 ，且
解得波的表達(dá)式 （m）
海嘯波在淺海區(qū)的傳播速度
波谷最先到達(dá)海岸的關(guān)系式
解得波谷最先到達(dá)海岸的時(shí)間 （s）
【答案】（i）15h ；(ii）

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