第三章 机械波 1 波的形成-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案word（人教版2019）

第三章　机械波 1．波的形成 1．理解波的形成过程。2.知道横波和纵波的概念，了解横波的波峰与波谷、纵波的密部与疏部。3.知道机械波的产生条件以及机械波传播的特点。 一　波及波的形成 1．波 振动的传播称为波动，简称波。 2．波的形成(以绳波为例，如图所示) (1)设想把一条绳子分成一个个小段，这些小段可以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)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。 二　横波和纵波 1．机械波可分为横波和纵波两类 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 2.声波是纵波，它不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。 三　机械波 1．介质：波借以传播的物质。 2．机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波。 3．机械波的产生条件 (1)要有波源。 (2)要有传播振动的介质。 4．机械波的特点 (1)传播振动这种运动形式。 (2)波是传递能量的一种方式。 (3)波还可以传递信息。 1．判一判 (1)绳波中的各质点(除波源外)均做受迫振动。(　　) (2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止。(　　) (3)在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向相同。(　　) (4)横波一定有波峰和波谷，而且波峰和波谷是相互间隔的。(　　) (5)物体做机械振动，一定产生机械波。(　　) (6)横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移。(　　) (7)机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动。(　　) (8)机械波的传播过程也就是能量的传递过程。(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)√ 2．想一想 (1)波传播过程中，振动质点也随着波一起传播出去了吗？ 提示：没有。在波传播过程中，质点在其平衡位置附近振动，并没有“随波逐流”。 (2)当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时感到上下颠簸，由此可见地震波是什么波？ 提示：地震震源往往在地下某个深度的地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波。所以，地震波既含有纵波成分又含有横波成分。 (3)登上月球的宇航员可以通过声音直接交流吗？ 提示：不可以。因为月球上是真空的，没有传声介质，所以不能通过声音直接交流。 探究　波的形成、传播及特点 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：在艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。我们可用如图甲所示的绳子分析彩带上波浪翻卷的成因。较长的软绳在什么的作用下产生了波动？ 提示：在手的连续向上、向下抖动下，长绳上形成了波动。 活动2：在绳上做个红色标记，在波传播的过程中，这个标记怎样运动？它是否随着波向绳的另一端移动？ 提示：仔细观察会发现，绳子上的各点只是在一定位置上下振动，没有向前运动，而振动这种形式却传播出去了。 活动3：为了探究绳波的成因，设想把图甲的绳子分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，如图乙中P0、P1、P2、……质点P1在什么力的作用下开始振动？ 提示：质点P1在质点P0弹性力的作用下开始振动。 活动4：质点P0称为绳波的波源，质点P1、P2、P3……做什么振动？ 提示：受迫振动。 活动5：试根据图乙简要说明绳波的形成与传播过程。 提示：当手握绳端上下振动时，绳端(质点P0)带动相邻的质点(质点P1)，使它也上下振动，这个质点又带动更远一些的质点……(质点P2、P3……)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。这样依次带动下去，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了，整体上形成了凹凸相间的波形。 活动6：当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 提示：不会立即停止，波会继续传播，直到能量消耗完。 1．机械波的形成与传播 2．机械波的特点 (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(频率)：各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同。 (3)步调：同一介质中，离波源越远，质点振动越滞后。 (4)运动：除波源外，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做往复的受迫振动，并不随波迁移。各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。 (5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时