第三章 第1节 机械波的形成和传播-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（教科版）

第1节　机械波的形成和传播 1．通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。 2．能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程。 3．能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。 4．知道机械波的概念和形成机械波的条件。 1．物理观念．：初步形成机械波、横波，纵波的概念。 2．科学思维：明确机械波的形成条件。 3．科学探究：探究绳波和弹簧形成的波。进一步明确波的形成。 4．科学态度与责任：培养观察、分析、归纳的好习惯。　　 　机械波的形成和传播 1．波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳子的各小段可以看作质点，绳的各部分之间都有相互作用的弹力联系着。 (2)当手抖动绳的一端，紧靠这一端的质点上下振动时，绳端带动相邻质点，以此传递下去。每个质点都在重复绳端的振动，后一个质点的运动状态总是滞后于前一个质点的运动状态。振动状态在绳上的传播就形成了波。 2．介质：能够传播振动的物质，叫作介质。 3．机械波：机械振动在介质中的传播就形成了机械波。 4．传播的三个特点 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并没有沿着波的方向发生迁移。 (2)波传播运动形式。 (3)机械波的传播是机械能的传播，波是传递能量的一种方式。 　横波与纵波 1．横波 (1)定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直。 (2)波形：横波的波形是凹凸相间的，凸起来的最高处叫波峰；凹下去的最低处叫波谷。 (3)介质能传播横波的必要条件：介质内各质点间存在着横向的作用力。 2．纵波 (1)定义：质点的振动方向与波的传播方向平行。 (2)波形：纵波介质密集和稀疏相间。质点分布密集的部分叫作密部，质点分布稀疏的部分叫作疏部。 (3)介质能传播纵波的必要条件：介质内各质点间存在着纵向的作用力。 [课前小练] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在水平方向传播的波为横波。(×) (2)在机械波中各质点不沿着传播方向发生迁移。(√) (3)在绳波的形成和传播中，所有质点同时开始运动，同时停止运动。(×) (4)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。(√) (5)纵波指的是质点的振动方向和波的传播方向垂直的波。(×) (6)气体和液体内部可以传播横波。(×) 2．关于振动和波的关系，下列说法正确的是(　　) A．物体做机械振动，就一定会激发机械波 B．如果振源停止振动，它所引起的波动也立即停止 C．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 D．介质中每个质点开始振动的方向一定与振源开始振动的方向相同 解析：D　形成机械波的条件：一是机械振动；二是有传播振动的介质。有机械振动不一定有机械波，还要有传播振动的介质；但如果没有机械振动则一定没有机械波，故A错误；振源停止振动时，它引起的波在介质中仍继续向前传播，故B错误；机械波有横波和纵波两类，对于横波，质点的振动方向总与波的传播方向垂直，对于纵波，质点振动方向与波的传播方向在同一直线上，故C错误；波在传播中介质中的各点相互带动，所以介质中每个质点开始振动的方向一定与振源开始振动的方向相同，故D正确。 3．下列现象中属于机械波的是(　　) A．风吹过麦田时形成的滚滚麦浪 B．船驶过平静的湖面，湖面上形成的水波 C．团体操中演员们此起彼伏形成的人浪 D．在船摇晃时，船上的乘客都一起左右摇晃 解析：B　当物体的某一部分发生振动时，其余各部分由于质点的相互作用也会相继振动起来，物质本身没有相应的大块的移动，所以麦子的运动形成的不是波，故A错误；水波是由于水之间相互带动而传播的，故属于波，故B正确；人浪是由于演员有节奏地起立和下蹲形成的，没有振动形式的传播和带动，故C错误；乘客左右摇晃为机械振动，不是机械波，故D错误。故选B。 　波的形成和传播 [思考探究] 平静的水面上怎样才能形成一系列的波纹？一条丝带怎样才能形成沿丝带传播的波？ 提示：如在平静的水面扔一块石头；手持丝带的一端不停地抖动等都可以。(开放性问题，答案合理即可) [思维深化] 1．机械波的形成与传播 2．波的特点 (1)振幅：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：离波源越远，质点振动越滞后。 (4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，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，同时也可以传递能量和信息。 3．振动和波动的区别与联系 振动 波动 区别 研究 对象 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的振动形式进行传播的“群体行为”