高中物理 選修3 4 教科版 第二章機械波2 1機械波的形成和傳播 目標定位 1 理解機械波的形成過程和產生條件 2 知道波的種類及橫波和縱波的概念 3 明確機械波傳播的特點 一 機械波的形成和傳播1 波的形成由于繩的各部分之間都有相互作用的彈力聯系著 所以當手抖動繩的一端 緊靠這一端的質點運動 它會相鄰的質點運動 依次傳遞下去 每一個質點都在重復繩一端的振動 后一個質點的運動狀態總是于前一個質點的運動狀態 預習導學 帶動 滯后 2 介質能夠傳播振動的物質 3 機械波在介質中的傳播 4 波源引起振動的裝置 5 機械波是這一運動形式 包括波源的振動信息 的傳播 介質本身并沒有沿著波的方向發生 6 波是傳遞的一種方式 預習導學 機械振動 初始 機械振動 遷移 能量 二 橫波與縱波1 按介質中質點的振動方向和波的傳播方向的關系不同 常將波分為和 2 橫波 1 定義 介質中質點的振動方向與波的傳播方向的波 2 標識性物理量 波峰 凸起來的處 波谷 凹下去的處 預習導學 橫波 縱波 垂直 最高 最低 3 縱波 1 定義 介質中質點的振動方向和波的傳播方向的波 2 標識性物理量 密部 介質中質點分布的部分 疏部 質點分布的部分 4 簡諧波 如果傳播的振動是運動 這種波叫做簡諧波 預習導學 平行 密集 稀疏 稀疏 一 波的形成和傳播1 波的形成傳播波的物質 如水 繩 空氣等 可以分成許多小部分 每一小部分都可以看作質點 當其中一個質點振動時 由于質點間的相互作用 就帶動相鄰的質點振動起來 該質點又帶動后面的質點振動起來 這樣振動的狀態就傳播出去 形成了機械波 課堂講義 課堂講義 2 機械波的傳播 1 各質點的振動周期都與波源的振動周期相同 2 離波源越遠 質點的振動越滯后 但各質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 介質中的每個質點只在自己平衡位置附近振動 并不隨波遷移 課堂講義 例1 下列關于機械波的說法中 正確的是 a 各質點都在各自的平衡位置附近振動b 相鄰質點間必有相互作用力c 前一質點的振動帶動相鄰的后一質點的振動 后一質點的振動必定落后于前一質點d 各質點隨波的傳播而遷移e 離波源越遠 質點的振動頻率越小 課堂講義 解析振源依靠介質中各相鄰質點間的相互作用力使周圍的質點依次振動起來 且后一質點的振動必定落后于前一質點 選項b c正確 質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頻率相同 選項a正確 e錯誤 波在傳播過程各質點不隨波遷移 選項d錯誤 答案abc 課堂講義 圖2 1 1 課堂講義 課堂講義 答案見解析 課堂講義 借題發揮根據波的形成特點 先振動的質點帶動后面的質點振動 后面質點總是落后于前面質點的振動 每一個質點都在自己的平衡位置附近振動 正確畫出各時刻的波形圖 可以使問題變得更形象直觀 課堂講義 二 振動與波動的區別與聯系1 區別 1 研究對象不同振動是單個質點所表現出的周而復始的運動現象 波動是大量質點表現出的周而復始的運動現象 課堂講義 2 運動成因不同振動是質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 回復力的作用 波動是由于介質中質點受到相鄰質點的擾動而隨著運動 并將振動形式由近及遠傳播開去 各質點間存在相互作用的彈力 各個質點受到回復力作用 3 運動性質不同質點的振動是變加速運動 在同一介質中波動的傳播速度不變 課堂講義 2 聯系 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 波動的周期等于質點振動的周期 波動和振動都是周期性運動 課堂講義 例3 關于振動和波的關系 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 振動是單個質點呈現的運動現象 波是許多質點聯合起來呈現的運動現象c 波的傳播速度就是質點振動的速度d 波源停止振動時 波立即停止傳播 課堂講義 解析機械波的產生條件是有波源和介質 由于介質中的質點之間相互作用 一個質點的振動帶動相鄰質點的振動由近及遠傳播而形成波 所以選項a和b正確 波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度 在均勻介質中其速度大小不變 而質點振動的速度和方向都隨時間周期性地發生變化 選項c錯誤 波源一旦將振動傳給了介質 振動就會在介質中向遠處傳播 當波源停止振動時 介質仍然繼續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 課堂講義 針對訓練關于振動和波的說法正確的是 a 有機械波必有振動b 有機械振動必有波c 離波源遠的質點振動較慢d 質點的振動方向總是垂直于波的傳播方向解析機械振動在介質中向外傳播就形成了機械波 所以有機械波必