第三章1 波的形成-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案配套教参（人教版，多选）

1　波的形成 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道波是振动的传播。 2.知道波在传播过程中同时传播能量和信息。 3.能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷，什么是密部与疏部。 4.知道机械波的定义及形成机械波的条件。 1.核心素养 (1)从振动形式和振动能量传播的进程理解机械波。 (2)探究绳波的形成。 2.关键能力 从振动和波动的关系上分析和理解机械波。 授课提示：对应学生用书第72页 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凹凸相间的波形。 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 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，介质本身并不随波一起传播，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。 授课提示：对应学生用书第73页 　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？振动频率和振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)在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：会看到有红色标记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，振动周期都等于波源的振动周期，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括为“带动、重复、落后”，即前一质点“带动”后一质点振动，后一质点“重复”前一质点的振动形式，并且后一质点的振动“落后”于前一质点。 2.就整个物体来说，呈现的现象是波动，而就构成物体的单个质点来说，所呈现的现象是振动。　 　1.沿绳传播的一列横波，当波源突然停止振动时(设绳无限长，且波传播过程无能量损失)(　　) A．绳上各质点同时停止振动，波同时消失 B．离波源较近的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动 C．离波源较远的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动 D．前一质点的振动带动相邻后一质点振动，这种振动将由近及远向前传播，不会停止 解析：当波源振动时，通过介质将波源的振动形式传递出去的同时，将能量也传递出去。当波源停止振动后，传出去的能量不会消失，当没有其他阻力时，这种波的形式和