2019物理同步新一线教科选修3-4（课件+讲义+精练）：第二章机械波 (共12份打包)

第1、2节机械波的形成和传播　波速与波长、频率的关系 1.机械振动在介质中传播形成机械波，要形成机械波必须具有波源的振动和传播振动的介质两个条件。 2．机械波分为横波与纵波，是根据介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系分类的。 3．机械波的传播速度由介质决定，机械波的频率由波源决定，而机械波的波长由介质和波源频率共同决定。 4．在同一均匀介质中，波的传播速度不变，波长与频率成反比；在不同的介质中，波的传播速度不同。当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率保持不变，波长发生改变。 机械波的形成与传播 [自读教材·抓基础] 1．形成原因：以绳波为例(如图所示) (1)可以将绳分成许多小段，每一段都可以看做质点。 (2)如果手不摆动，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置。 (3)手连续上下摆动，引起的振动就会沿绳向另一端传去，振动状态在绳上的传播就形成了机械波。 (4)手是引起绳上初始振动的装置，叫波源。 2．介质 (1)定义：能够传播振动的物质。 (2)质点运动特点：介质中的各质点只是在各自的平衡位置附近做上下振动，并没有随波的传播而向前移动。 3．机械波 (1)定义：机械振动在介质中的传播。 (2)产生条件：①要有机械振动，②要有传播振动的介质。 (3)机械波的实质： ①传播振动这种运动形式。 ②介质本身并没有沿着波的方向发生迁移。 ③传递能量的一种方式。 [跟随名师·解疑难] 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。 (5)实质：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。 3．振动与波动的关系 振动 波动 运动 现象 振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象 波动是大量物体受到扰动时，从扰动中心传播开来的周而复始的运动现象 运动 成因 物体由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力作用 介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并由近及远传播开去，且各部分都受到指向原位置的力的作用 运动 性质 变加速运动 在均匀介质中匀速向前传播 能量 变化 动能与势能相互转化，如果是简谐运动，机械能保持不变 波的传播过程是一个能量传递过程，当波源停止振动不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来 联系 ①振动是波的成因，波是振动的传播 ②有波动一定有振动，有振动不一定有波动 ③牢记波动的周期等于质点振动的周期 [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) [多选]关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是(　　) A．物体做机械振动，一定产生机械波 B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步 C．参与振动的质点群有相同的频率 D．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 解析：选BC　机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质，只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；任何一个振动的质点都是一个振源而带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后振的质点总是落后，故选项B、C正确；形成机械波的各个质点，只有在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，离振源远的质点所具有的振动的能量，是从振源获得并通过各质点的传递，故选项D错误。 横波与纵波 [自读教材·抓基础] 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，常将波分为横波和纵波。 2．横波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波。 (2)特点： 是一个凹凸相间的波，凸起来的最高处叫波峰；凹下去的最低处叫波谷。 (3)波形图： 3．纵波 (1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波。 (2)特点： 是介质密集和稀疏相间的波。介质中质点分布密集的部分叫做密部，质点分布稀疏的部分叫疏部。 (3)波形图： 4．简谐波 传播的振动是简谐运动的波。 [跟随名师·解疑难] 横波与纵波的区别 　　名称 项目　　 横波 纵波 概念 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上 介质 只能在固体介质中传播 在固体、液体和气体介质中均能传播 特征 在波动中交替、间隔出现波峰和波谷 在波动中交替、间隔出现密部和疏部 [学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手) 区分横波和纵波的依据是(　　) A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动 B．波沿水