3.1 波的形成【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第一册）

3.1 波的形成 SHAPE \* MERGEFORMAT 课程标准 课标解读 1.：知道机械波的形成及传播过程，知道横波与纵波的分类标准。 2.知道"机械振动在介质中的传播，形成机械波"。知道波在传播振动形式的同时也传递了能量和信息。 3.培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神。 1. 理解形成机械波的物理过程，知道区分横波与纵波的标准。 2. 机械波的形成过程及描述。 SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01 波的形成与传播 1．物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动． 2．机械波的形成 波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些．于是波源的振动逐渐传播出去． 3．机械波的产生条件： (1)要有振源； (2)要有传播振动的介质． 【即学即练1】在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况．以下说法正确的是(　　) A． 因为“随波逐流”，木块将被推至远处 B． 因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况 C． 无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动 D． 木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关 【答案】C 【解析】波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置附近运动，并不随波迁移，故A、B、D错误，C正确． 知识点02 机械波的分类 1.机械波可分为横波和纵波两类，如下表所示. 定义 标识性物理量 实物波形 横波 质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波 ①波峰：凸起的最高处 ②波谷：凹下的最低处 纵波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 ①密部：质点分布密集的位置 ②疏部：质点分布稀疏的位置 2.机械振动在介质中传播，形成机械波．机械波传播振动形式的同时，也向外传递能量和信息. 【即学即练2】有关纵波与横波，下列说法中正确的是(　　) A． 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B． 对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直 C． 纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能 D． 横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播 【答案】B 【解析】纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上，方向并不一定相同，故A选项错误；机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，横波和纵波都是这样，故C选项错误；横波只能在固体中传播，纵波可在固体、液体和气体中传播，故D选项错误． SHAPE \* MERGEFORMAT 考法01 机械波的形式 1．波形成的原因：以绳波为例(如图所示) (1)可以将绳分成许多小部分，每一小部分看做质点． (2)在无外来扰动之前，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)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的这个质点称为波源． (4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播． 2．产生条件：(1)要有振源；(2)要有传播振动的介质． 【典例1】(多选)一列波由波源向周围扩展开去，由此可知(　　) A． 介质中的各个质点由近及远地传播开去 B． 介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近振动，并不迁移 C． 介质将振动的能量由近及远地传播开去 D． 介质将振动的形式由近及远地传播开去 【答案】BCD 【解析】波在传播时，介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动，它们并没有随波的传播而发生迁移，而是将振动的形式由近及远地传播开去，A错误，B、D正确； 波传播的是振动形式，而振动由能量引起，也即传播了能量，故C正确． 考法02 横波和纵波 1．横波 定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波，如绳波． (1)在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横波是以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去的，这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形． (2)横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，故纯粹的横波只能通过固体传播． 2．纵波 定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波． (1)在纵波中，质点分布密集的地方叫做密部，质点分布稀疏的地方叫做疏部．纵波在传播时呈现出疏密相间的波形． (2)在纵波的情况下，物体的各部分经常受到压缩和拉长，也就是说经常在改变自己的体积．在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播． 【典例2】介质中有一列横波，对此列波下列说法正确的是(