16-01波的形成-2023-2024学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第一册）

第16章机械波 01.波的形成 2012伦敦 孙妍带操比赛 振动的传播称为波动，简称波。波是生活中常见的现象，比如水波，声波，超声波，绳波，地震波，电磁波…… 蛙鸣 机械波 一.机械波 1.定义：机械振动在介质中传播，形成了机械波 问题：形成机械波需要什么条件？ 2.产生条件： 振源：产生振动的源头 视频中电铃是振源，绳 波的振源是振动的水…… 介质：传播振动的媒介 水波介质是水，绳波介质 是绳，声波介质是空气， 弹簧波介质是弹簧…… 波的条件 实验表明，机械波的传播需要介质（电磁波可以在真空中传播，不需要介质） 问题：有机械振动一定会形成机械波吗？ 答：如果没有介质，有机械振动不会形成机械波，但如果有机械波存在，一定有振源。 注意： ①有振动不一定存在波，有波一定存在振动。 ②振源停止振动，波还能传播一会儿 问题：机械波是如何产生的呢？ 绳波1 绳波1 右图更清楚地描绘了绳中质点的运动与波的传播的关系。图中小圆点代表绳中的质点，相邻质点之间有相互作用力，这使得一个质点的运动会影响相邻质点的运动。 质点P0在沿上下方向振动，依次牵动质点P1，P2，P3，…使它们也运动起来。若在t＝T/4时刻，质点P0到达了最高点，则P2将刚要开始运动。质点P0到达最高点后又开始下落，当t＝T/2时它又回到平衡位置，而这时P2刚刚到达最高点，质点P4则刚要开始运动。下面两幅图是随后3T/4、T时刻各质点的位置及波的形状。 二.机械波的形成 形成原因：介质可以看成是由许多质点组成的质点之间有相互作用一个质点的振动会引起相邻质点的振动后一个质点总比前一个质点落后一段时间振动质点依次被带动振动的状态就沿绳子传播出去形成机械波 二.机械波的形成 注意： ①质点只在自己平衡位置附近做振动，并不随波迁移，传播的只是振动这种运动形式（波在向前平移） ②机械波具有：关联性、滞后性、周期性 ③机械波可以传播能量，还可以传播信息 ④所有质点的起振方向都和振源起振方向相同 思考：日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？ 不能。向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去。但是水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。 人浪 三.机械波分类 1.横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波（只能在固体中传播） 波峰与波谷：凸起的最高处叫作波峰，凹下的最低处叫作波谷。横波也叫凹凸波 形成原因：把弹簧圈看成一系列质点手执弹簧一端左右振动前面的质点依次带动后面的质点左右振动后一个质点总比前一个质点迟一些开始振动弹簧一端左右振动的状态就沿弹簧传播开来从整体上看，就形成了疏密相间的波。 弹簧纵波 声波形成原理 三.机械波分类 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，叫作纵波（固液气体中都能传播） 密部与疏部：质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。纵波也叫疏密波 注意：绳波是横波，声波是纵波，水波比较复杂，高中当成横波处理，地震波既有横波又有纵波 四.“振动”与“波动”的区别与联系 1.区别： 振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动 2. 联系： ①都是周期性运动，波动周期等于振源振动周期 ②有波动一定有振动，有振动不一定有波动 ③波动是振动形式的传播过程，同时还能够传播能量和信息 ④某一质点所呈现的现象是振动，从构成介质的所有质点整体来看，所呈现的现象是波动． 思考与讨论： 各个质点振动的相位相同吗？ 周期频率相同吗？ 振幅相同吗？ 起振方向相同吗？ 不相同 相同 相同 相同 例1. 关于机械波，下列说法中正确的是 ( ) A.有机械振动，必会形成机械波 B.有机械波必有机械振动 C.机械波是机械振动在介质中传播的过程，它是传递能量的一种形式 D.振源一停止振动机械波立即停止传播 例2.机械振动在介质中传播，下列说法中正确的是 ( ) A.介质中的各质点在各自的平衡位置附近作振动 B.介质中相邻质点间必存在相互作用力 C.介质中的各质点同时开始振动 D.介质中的各质点随波的传播而迁移 AB BC 例3.关于横波和纵波，下列说法中正确的是 ( ) A.质点作上下振动的波叫横波 B.质点的振动方向与波的传播方向一致的波叫纵波 C.横波中位于波谷与波峰的点都是该时刻位移最大的点 D.横波中，位移最大的点在波峰，位移最小的点在波谷 例4.关于振动和波的关系下列说法正确的是（ ） A.有机械波必有振动 B.有机械振动必有波 C.离波源远的质点振