2017-2018学年高中物理第十二章机械波第1节波的形成和传播学案新人教版选修3-4课件

12.1波的形成和传播

学 习 目 标 1.理解机械波的形成过程和产生条件． 2．知道机械波的种类——横波和纵波的概念． 3．明确机械波传播的特点．(重点) 4．通过对波的认识和理解，逐步提高空间想象能力. 波的形成和传播 [先填空] 1．波的形成

当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动．这个质点又带动更远一些的质点??绳上的质点都很快跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动，这样在整个绳子上就形成了凸凹相间的波． 2．介质

(1)定义：波借以传播的物质．

(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动． 3．机械波

(1)形成：机械振动在介质中传播，形成机械波． (2)产生条件 ①要有波源．

②要有传播振动的介质． (3)特点

①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．

②介质中本来静止的质点，随着波的传来而发生振动，可见波是传递能量的一种方式．

③我们能用语言进行交流，说明波可以传播信息．

知 识 脉 络 1

[再判断]

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，所有质点同时运动，同时停止运动．(×) 3．在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动．(×) [后思考]

1．振动和波的关系是什么？有振动是否一定有机械波？

【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．

2．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没有立即消失，因此机械波不会立即消失．

[核心点击] 1．机械波的形成

2．波的特点

(1)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．

(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同． (3)步调：离波源越远，质点振动越滞后．

(4)立场：各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波迁移，且起振方向与振源的起振方向相同．

(5)机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息．

1.如图12-1-1是一列沿着绳向右传播的绳波波形，此时波刚传到B点，由图可判断波源A点开始的振动方向是________．

2

图12-1-1 【答案】 向上

将一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈向外传播的波纹，如果此时水面上有一片树叶，那么树叶运动情况是怎样的？ 【答案】 在原位置上下振动

3．如图12-1-2所示是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，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t＝0时，质点1开始向上运动，t＝T

4

时，1到达最上方，5开始向上运动．问：

图12-1-2

(1)t＝T

2时，质点8,12,16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？

(2)t＝3T

4时，质点8,12,16的运动状态如何？

【解析】 各质点在各时刻的情况，如图所示．

甲

(1)由甲图可知，t＝T

2时，质点8未到达波峰，正在向上振动，质点12,16未振动．(2)

由乙图可知，t＝3T

4时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动．【答案】 见解析

3

机械波的形成和传播特点

(1)机械波的形成过程及特点可以概括为“带动、重复、落后”，即前一质点“带动”后一质点振动，后一质点“重复”前一质点的振动形式，并且后一质点的振动“落后”于前一质点．

(2)就整个物体来说，呈现的现象是波动，而就构成物体的单个质点来说，所呈现的现象是振动．

(3)要画另一时刻的波形图，应先确定特殊点的位置，即此时刻在平衡位置或最大位移处的点，如波源1和质点5,9,13，这些点的位置确定后，其他点可顺势找出． 横波和纵波 [先填空] 1．对比 定 义 质点的振动方横向和波的传播波 方向垂直的波 处 ①密部：质点分布密质点的振动方纵向和波的传播波 方向平行的波 疏的部分 2.说明

(1)发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播．

(2)不管是横波还是纵波，如果传播的振动是简谐运动，这种波就叫简谐波． [再判断]

1．质点的振动方向与波的传播方向垂直的波都是横波．(√) 2．如果波源停止振动，介质中的波也会立即停止．(×)

3．横波在固体、液体、气体中都能传播，纵波只能在气体中传播．(×)

②疏部：质点分布稀 集的部分 ②波谷：凹下的最低 处 标识性物理量 ①波峰：凸起的最高实物波形 4