(讲义)第3章 第1节 机械波的产生和传播-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(粤教版2019)

第一节　机械波的产生和传播 1．能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程． 2．知道机械波的产生条件，知道什么是横波、纵波． 3．认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式、能量和信息． 知识点一　认识机械波 1．机械波的定义 机械振动在媒介中的传播叫作机械波． 2．波源 要产生机械波，必须有一个振动源，称为波源． 3．形成机械波需要两个条件 机械振动的波源和传播振动的介质． 知识点二　机械波的传播 1．产生机理 波源带动相邻质点做受迫振动，该质点振动后会同样带动其相邻质点做受迫振动． 2．传播特点 (1)机械波既传播振动的运动形式，同时也将波源的能量传播出去． (2)在波传播的过程中，每个质点只是在平衡位置附近做上下振动，并未形成沿机械波传播方向的宏观移动． 知识点三　横波与纵波 1．横波的定义 介质质点的振动方向与波的传播方向垂直的机械波． 2．纵波的定义 波的传播方向和质点的振动方向在同一直线上的机械波． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)． (1)机械波传播的是介质中的质点． (×) (2)机械波传播的是质点的运动形式． (√) (3)质点的振动位置不断转换便形成波． (×) (4)波源停止振动时，波立即停止传播． (×) 2．将一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈向外传播的波纹，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是(　　) A．树叶慢慢向湖心运动 B．树叶慢慢向湖岸漂去 C．在原位置上下振动 D．沿着波纹做圆周运动 C　[波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动，故选C．错选B的原因主要是对波的传播特点不能很好地理解．] 3．下列说法正确的是(　　) A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B．对于纵波，质点的运动方向与波的传播方向一定相同 C．形成纵波的质点随波一起迁移 D．空气介质只能传播纵波 D　[质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波，质点的振动方向与波的传播方向平行的波是纵波，A错误；纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同，有时相反，B错误；无论横波还是纵波，质点都不随波迁移，C错误；横波不能在空气中传播，空气只能传播纵波，D正确．] 艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目．19世纪末20世纪初起源于欧洲．艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图． 讨论：(1)丝带上的各点有没有随波迁移？ (2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？ 提示：(1)没有．丝带上的各点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． 　波的形成和传播 1．机械波的形成 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ↓ 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓ 　　　　　　　　　　　　　　　　 2．机械波的特点 (1)振幅：若不计能量损失，各质点振动的振幅相同． (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：离波源越远的质点振动越滞后． (4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近振动，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． 【典例1】　(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，下列说法中正确的是(　　) 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 ACD　[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，振动周期等于波源振动周期，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，D正确．] 波动过程介质中各质点的运动特点 波动过程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，即： (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)后振动质点的振动状态落后于先振动的质点． 概括起来就是“带动、重复、落后”． [跟进训练] 1．一列简谐