第三章 1 波的形成-2022-2023学年高二新教材物理选择性必修第一册【步步高】学习笔记（人教版）

1　波的形成 [学习目标]　1.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程.2.知道横波和纵波的概念，能够区别横波和纵波.3.知道机械波的传播特点． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、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) (1)一条绳子可以分成一个个小段，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 定义 标志性物理量 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 (1)定义：波借以传播的物质． (2)特点：组成介质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． 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，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式． (2)波是传递能量的一种方式． (3)波可以传递信息． 1．判断下列说法的正误． (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过程中，所有质点同时运动，同时停止运动．(　×　) (3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动．(　√　) (4)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波一定是横波．(　×　) (5)介质中有机械波传播时，介质本身也随波一起传播．(　×　) (6)机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点晚一些振动．(　√　) 2．绳波在某时刻的形状如图所示，若O是波源，则此刻A点的振动方向________，若O′是波源，则此刻A点的振动方向________．(均选填“向上”或“向下”) 答案　向上　向下 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、波的形成及特点 导学探究 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．如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动． (1)红色标记有没有随波迁移？红色标记是怎样运动的？ (2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 答案　(1)没有，红色标记只在竖直方向上下振动 (2)不会，当手停止抖动后，波仍向右传播 知识深化 1．机械波的形成 ―→―→ 2．波的特点 (1)机械波的传播离不开介质，没有介质就无法形成机械波． (2)介质中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)离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向与波源起振方向相同． (4)机械波向前传播的是振动这种运动形式，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移． 3．振动和波动的联系 (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，有振动不一定有波动． (2)波动中各质点振动的性质、频率和振幅均与波源相同． 例1　如图所示是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，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到达最上方，5开始向上运动．问： (1)t＝时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)画出t＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态． 答案　见解析 解析　(1)各质点在t＝时的情况如图甲所示： 由图甲可知，t＝时，质点6未到达波峰，正在向上运动，质点10、14未运动． (2)t＝T时的波形图如图乙所示，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动． 波动过程中介质中各质点的运动特点 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点； (2)后振动的质点重复前面质点的振动； (3)后振动的质点的振动状态滞后于先振动的质点的振动状态． 概括起来就是“带动、重复、滞后”． 针对训练1　(多选)如图所示是某绳形成横波过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，并把振动从绳的左端传到右端．当t＝0时，质点1开始振动且速度竖直向上，经过T(T为周期)，质点5开始振动．下列判断正确的是(　　) A．介质中所