3.1 波的形成 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章 机械波 3.1 波的形成 2.请12位学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪（图 3.1-3） 1.请一位同学到讲台前演示水平方向和竖直方向上做简谐振动。 一、波的形成 为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？ 设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个质点 质点之间有相互作用力 请点击手 质点1叫做波源， 绳子叫做介质， 机械振动在介质中传播，形成机械波； 传播到的位置，介质中的质点就随之开始振动。 一、波的形成 1.波：振动的传播称为波动，简称波； 那么波到底是怎么形成的呢？ 2.波的形成： 绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点 沿波传播方向，前面的质点带动后面的质点； 后面的质点重复前面质点的运动； 后面的质点落后一些。 把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波 详案：手持质点1，上下振动，这里给出了某些时刻的状态图。前后质点有弹性力作用，前一个质点会带着后一个质点运动，后一个质点重复前一个质点的运动。但后一个质点总是落后于前一个质点。¼T时，质点1已经到振幅处，质点4才开始向上振动。¼T--½T，质点1向下振动，23跟着向下，4刚好达到最上端，质点4在这段时间内从平衡位置到振幅处，56跟着向上振动。以此类推。 5 分组讨论：机械波在传播过程中的特点？ 思考1：绳上的点是不是随波一起迁移了呢？波传播的是什么？ 思考3：绳上各点开始振动时的方向（起振方向）与振源起振方向有什么关系？ 思考2：绳上各点是不是同时开始振动的，它们振动的步调一致吗？ 绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。波传播的是振动这种形式。 介质各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。（步调不一致）前面 质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的运动，但起振方向与振源 方向相同。 绳上个点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。 各质点：我们从不“随波逐流”， 我们只是“波”的搬运工。 分组讨论：机械波在传播过程中的特点？ 思考4：振源振动停止后波的传播会立刻停止么？ 思考5：波在传递振动形式的同时还在传递什么？ 振源振动停止后波的传播并不立即停止仍向前传播一段时间。 带动性 滞后性 周期性 重复性 一、波的形成 波在传递振动形式的同时， 也传递能量和信息。 振动是波动的原因，波动是振动的传播； （2）研究对象： （1）因果关系： 振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。 二、振动与波动的联系与区别 对这个质点录一段视频。 对所有质点拍一张照片。 该质点的 x-t 图像； 也叫质点的振动图像。 在某一时刻 t 整个波的样子； 也叫波形图。 ①因果 9 机械波的特点 振动和波动的区别与联系 项目 振动 波动 区 别 研究 对象 力的 来源 运动 性质 联系 单个质点在平衡位置附近的往复运动,研究的是单个质点的“个体行为” 振动在介质中的传播,研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为” 可以由作用在物体上的各种性质力提供 介质中各质点间的相互作用力 质点在平衡位置附近做变加速运动 在均匀介质中是匀速直线运动 (1)振动是波动的原因,波动是振动的结果,有波动必然有振动,但有振动不一定有波动; (2)波动的性质、频率和振幅都与波源相同 横波的特点： 纵波的特点： 绳波 弹簧波 凸起最高处——波峰 凹下最低处——波谷 质点分布最密集的部分——密部 质点分布最稀疏的部分——疏部 思考1：横波能在液体、气体中传播吗？ 横波只能在固体中传播 三、机械波的传播 思考2：纵波能在液体、气体中传播吗？ 纵波在固体、液体、气体中都能传播 横波和纵波 1.横波与纵波的区别 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 。 在波动中,质点的振动方向和波的传播方向 。 介质 只能在 介质中传播 在 介质中均能传播。 特征 在波动中交替、间隔 出现 和 。 在波动中交替、间隔 出现 和 。 相互垂直 在同一条直线上 固体 固体、液体和气体 波峰 波谷 密部 疏部 绳波（彩带等）——横波 彩虹圈——纵波 三、机械波的传播 水波——既不是横波，也不是纵波 声波是纵波 思考：声波是横波还是纵波？ 思考：地震波是横波还是纵波？ 地震波既有横波又有纵波 质点振动方向的判定 问：图中P点的运动方向？ 方法一：带