3.1 波的形成（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版）

第1节　波的形成 新课程标准 学业质量目标 1.理解机械波的形成过程和产生条件，掌握机械波传播的特点。 2.知道波的分类依据及横波和纵波的概念。 3.明确机械波传播的特点。 4.掌握由传播方向确定质点振动方向的方法。 1.知道什么是机械波，能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。(物理观念) 2.通过实例分析，掌握机械波的形成条件及过程。(科学思维) 授课提示：对应学生用书第53页 [知识梳理] 一、波的形成 1．波动：振动的传播称为波动，简称波。 2．波的形成(以绳波为例) (1)研究对象：把一条绳子分成一个个小段，这些小段可看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着弹性力的作用。 (2)波形成过程：当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又带动更远一些的质点……绳子上的质点都跟着振动起来，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。 二、横波和纵波 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相互垂直的波 (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：质点分布最密的位置 (2)疏部：质点分布最疏的位置 三、机械波 1．介质：波借以传播的物质叫作介质。 2．机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。 3．机械波的特点 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波传播，机械波传播的只是振动这种运动形式。 (2)波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去。波是传递能量的一种方式。 (3)波不但传递能量，而且可以传递信息。 [自主评价] 1．判断正误 (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，所有质点的运动是近似的匀速直线运动。(×) (3)如果波源停止振动，介质中的波也会立即停止。(×) (4)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．情景思考 (1)在平静的湖面上，漂浮着一片树叶，如果你往树叶附近扔下一块小石子，湖面立即兴起水波，水波一圈一圈往外扩展出去，于是树叶运动起来。请问树叶会随水波往外移动吗？ 提示：不会。因为小石子激起的水波是振动的传播，水并不向外移动，水的质点只是上下振动，所以树叶不会随水波往外移动。 (2)如图所示的波是一列横波，绳波各质点振动方向与波的传播方向有什么关系？ 提示：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。 授课提示：对应学生用书第54页 要点一　机械波的形成及特点 　如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。 (1)从振源开始，各个质点做什么振动？振动频率和震源的频率有什么关系？ 提示：从振源开始，每一个质点都由前面的质点带动而做受迫振动。每一个质点的振动频率和振源的频率相等。 (2)绳子中的一点系上一圈红布，做出明显的标记。红色标记的点是如何运动的，会不会随波传播出去？ 提示：会看到有红色标志的点在其原位置附近上下振动，但不会发生迁移。 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。 　(多选)如图是一条软绳，绳上选有18个质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波。由波的形成及图示可知，下列说法正确的是(　　) A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动 B．每个质点开始运动后，在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳子上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同 D．绳子上波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒 [解析]　质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，A正确；每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向不随波迁移，B错误；绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒，比如最高点和最低点动能为零，重力势能大小不同，D正确。 [答案]　ACD 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