专题13 波的形成-2021-2022学年高二物理链接教材精准变式练（人教版2019选择性必修第一册）

链接教材精准变式练 专题13 波的形成 ( 教材习题精讲 ) 1．举出一个生活中的例子，说明机械波是“质点振动”这种运动形式在介质中的传播，质点并没迁移。 【答案】见解析 【解析】漂浮在水面上的树叶，随着水波在平衡位置附近振动，并不随着水波飘向远方。 2．如图是以质点为波源的机械波在绳上传到质点时的波形。 （1）请判断此机械波的类型。 （2）点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？ 【答案】（1）横波；（2）向上 【解析】（1）因为质点的振动方向与波的传播方向垂直，所以该机械波是横波。 （2）质点的起振方向与波源的起振方向一样。质点的起振方向是向上的，所以点从平衡位置刚开始振动时，是朝上运动的。 3．如图所示，是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下垂直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＝时，1质点到达最上方，5质点开始向上运动，问： （1）t＝时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何？ （2）t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？ （3）t＝T时，质点8、12、16的运动状态如何？ 【答案】见解析 【解析】 各质点在各时刻的情况．如图所示． （1）由乙图可知，t＝时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动． （2）由丙图可知，t＝时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动． （3）由丁图可知，t＝T时，质点8、12正在向下振动，质点16向上振动． 由于质点间的相互作用，前面的质点带动后面的质点振动，所以后面的质点总是滞后于前面的质点． 【要点提炼】 考点一 机械波 （1）介质：能够传播机械振动的物质叫介质，它可以是固、液、气三态中任意一种．可以把介质看成由许多质点构成，质点与相邻质点互相联系． （2）平衡位置：在没有外来振动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在位置称为各自的平衡位置． （3）波源：由于外来的扰动，在水、绳及空气的某一质点会引起振动，首先振动的这个质点即为波源． （4）由于介质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，波源周围质点跟着波源做受迫振动获得能量后，再带动邻近质点振动，于是振动就在介质中由近及远地传播． （5）尽管各个质点都在重复波源的振动，但是各个质点振动的步调是不一致的，沿着波的传播方向离波源远的质点开始振动的时间要落后于离波源近的质点．这就是说，在同一时刻，介质中各个质点离开平衡位置的位移是不相同的，这样就形成了凸凹相间（或疏密相间）的波形． 考点二 机械波形成的条件及分类 1．机械波形成的条件 （1）有持续振动的波源．（也叫振源） （2）传播振动的介质．波源做简谐运动时，在均匀介质中传播形成简谐波． 2．波的分类 （1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷． （2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波．质点分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部． 3．横波和纵波的区别 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，这种波叫横波 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上，这种波叫纵波 介质 只能在固体中传播 在固体、液体和气体中均能传播．声波是纵波 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 考点三 振动与波 1．振动与波动的关系 类别 振动 波动 运动现象 振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象 波动是质点群联合起来表现出的周而复始的运动现象 运动成因 质点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力的作用 介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远的传播开，各质点间存在相互作用的弹力 联系 （1）振动是波动的起因，波动是振动的传播 （2）有波动一定有振动，有振动不一定有波动（3）波动的周期等于质点振动的周期 2．振动与波动的区别 （1）从运动对象看： ①振动是一个质点或物体以平衡位置为中心的往复运动． ②波动是在波源的带动下，介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动． （2）从运动原因看： ①振动是由于质点受回复力作用的结果． ②波动是由于介质中相邻质点的带动的结果． （3）从能量变化看： ①振动系统的动能和势能相互转化，对简谐运动来说，转化过程中总机械能保持不变． ②波传播过程中，介质里每一振动质点的动能和势能同时达到最大，同时达到最小，质点的机械能在最大与最小值之间变化，而每个质点在不断地吸收和放出能量，因而波的传播过程也是能量的传播过程． 3．“带动看齐”分析质点的振动方向 在波的传播中