3.1波的形成-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第一册）

第三章 机械波 第一节 波的形成 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 物理观念 知道机械波的形成条件及特点，知道纵波和横波的概念。 科学思维 通过实例观察知道机械波产生的条件及传播过程。 科学探究 借助对波的传播过程的探究，区分横波和纵波。 科学态度与责任 通过生活中的波动现象培养学生观察、分析、归纳的能力。 知识点一　波的形成 1.波的定义 机械振动在介质中传播形成的波称为机械波，简称波。 2.形成条件 (1)波源：做机械振动的物体。 (2)介质：能传播波的物质。 3.传播特点 (1)机械波传播时，前一质点的振动带动后一质点的振动，后一质点的振动滞后前一质点的振动。 (2)机械波传播时，介质中的每个质点仅在平衡位置附近振动，并不随波向前移动，机械波向外传递的是机械振动这种运动形式。 (3)介质中原本静止的质点，随着波的传播而发生振动，表明这些质点获得了能量，因此，波也是传递能量的一种方式。 知识点二　波的分类 如图所示。 (1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？ (2)图乙是声波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？ (1)相互垂直。 (2)在同一条直线上。 1.根据质点的振动方向和波的传播方向之间的关系，可以把机械波分为横波和纵波两类。 2.横波 (1)定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称为横波。 (2)描述 波峰：横波凸起的最高处。 波谷：横波凹下的最低处。 3.纵波 (1)定义：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波称为纵波。 (2)描述 ①密部：质点分布最密的地方。 ②疏部：质点分布最疏的地方。 易错易混点1.机械波的形成及特点 易错易混点辨析： 1.机械波的形成 2.机械波的特点 (1)介质依存性：机械波的形成与传播离不开介质。 (2)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。 (3)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同，且在传播过程中保持不变。 (4)步调：离波源越远，质点振动越滞后，各质点的起振方向同波源开始振动的方向相同。 (5)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。 (6)实质：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。 (7)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： a.先振动的质点带动后振动的质点。 b.后振动的质点重复前面质点的振动。 c.后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点的振动状态。 概括起来就是“带动、重复、落后”。 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。 解析：(1)各质点在t＝时的情况如图甲所示。 甲 由图甲可知，t＝时，质点6未达到波峰，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。 乙 例2.(多选)如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻质点间距离相等，其中0处为波源，设波源的振动周期为T，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经过，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是(　　) A.介质中所有点的起振方向都是竖直向下的，但图中9点起振最晚 B.图中所画的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振方向是不相同的 C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间比质点7通过相同位置落后 D.只要图中所有的质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动 解析：选ACD。根据波的产生和传播过程可知，传播过程中各质点的振动都是重复波源的振动，所以所有质点的起振方向都相同，为竖直向下，但从时间上来说，起振依次落后的时间，所以A、C正确，B错误；由于质点9比质点1晚起振两个周期，所以当所有质点都起振后，质点1与9步调完全一致，只是质点9在振动总时间上永远晚2T，所以D正确。 易错易混点2.波的传播方向和质点振动方向的判断 易错易混点辨析： 判断方法：“带动法”判定质点的振动方向 (1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。 (2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方