第三章 1.机械波的形成和传播-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

第三章　机械波　 1．机械波的形成和传播 【核心素养目标】 物理观念 知道机械波、横波与纵波、波峰与波谷、密部与疏部等概念。 科学思维 理解机械波的形成条件及传播特点；知道机械波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。 科学探究 探究绳波、横波演示器、纵波演示器。 科学态度与责任 能应用波的形成与传播特点解释日常生活中的相关现象。 一、机械波的形成和传播 1．机械波的形成原因 以绳波为例(如图) (1)可以将绳分成许多小段，每一段都可以看作质点。 (2)如果手不抖动，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置。 (3)手连续上下抖动，引起的振动就会沿绳向另一端传去，振动状态在绳上的传播就形成了机械波。 (4)手是引起绳上初始振动的装置，叫波源。 2．介质 (1)定义：能够传播振动的物质。 (2)质点运动特点：介质中的各质点只是在各自的平衡位置附近做往复运动，并没有随波的传播而向前迁移。 3．机械波 (1)定义：机械振动在介质中传播，形成了机械波。 (2)机械波的产生条件 ①波源：产生初始振动的部分。 ②介质：能够传播振动的物质。 (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迁移，传播的只是机械振动这种运动形式。 ②波是传递能量的一种方式。 二、横波和纵波 定义 标识性物理量 实例 横波 质点的振动方向和波的传播方向垂直的波 ①波峰：横波中凸起的最高处 ②波谷：横波中凹下的最低处 绳上形成的波 纵波 质点的振动方向和波的传播方向平行的波 ①密部：纵波中质点分布密集的部分 ②疏部：纵波中质点分布稀疏的部分 声波、弹簧上的波 1．判断正误 (1)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。(×) 学生用书↓第69页 (2)机械波传播的是介质中的质点。(×) (3)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。(×) (4)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动。(×) (5)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面质点的振动总是迟一些。(√) (6)介质中有机械波传播时，介质本身也随波一起传播。(×) 2.链接实景 两个小朋友在水池边上做扔篮球游戏，不小心把篮球扔到了水池中央，如图所示，为了取回篮球，其中一个小朋友想到一个办法：向水中投石子激起水波，通过水波把篮球带回水池边。 请思考：小朋友的想法可行吗？为什么？ 提示：不可行。水波传播时，篮球只是随着水波上下振动，不会发生水平方向的运动。 知识点一　机械波的形成和传播 一组学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，后边的一位同学的动作总比前边的一位同学的稍迟一些。这样就会看到如图所示的凹凸相间的波沿着队伍传播开来，每个学生的位置并没有移动。 请思考： (1)形成“人浪”要具备哪些条件？ (2)同学之间为什么要手挽手？ (3)后一同学与前一同学相比，他们的运动有何异同？ (4)“人浪”沿水平方向传播，人随“人浪”迁移了吗？ 提示：(1)要有一个人先“振动”起来(即有波源)，而且相邻同学之间“手挽手”(即有介质)。 (2)有前一同学带动后一同学的作用。 (3)都同样振动，但节奏稍迟。 (4)没有，人只是上下振动。 1．机械波的形成 2．机械波的特点 (1)介质中各个质点都在做受迫振动：由于波的形成是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动，所以各个质点都在做受迫振动，各个质点振动的周期(频率)都与波源的周期(频率)相同。 (2)介质中各质点本身不随波传播而迁移，而是在各自的平衡位置附近振动。 (3)各质点的起振方向都与波源开始振动时的方向相同。 (4)如果不考虑能量损失，各质点振动的振幅相同。 (5)机械波传播的是振动形式、能量和信息。 学生用书↓第70页 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，研究的是大量质点振动的“群体行为” 力的来源 可以由作用在物体上的各种性质的力提供 联系介质中各质点的弹力 运动性质 质点做变加速运动 在同一种均匀介质中是匀速向前传播的 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，但有振动不一定有波动 ②波动的性质、频率和振幅都与振源相同 (多选)下图为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源。设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过，质点1开始起振。下列关于各质点的振动和介质中的波的说法，正确的是(　　) A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9