3.1 波的形成-【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（人教版2019）

1．波的形成 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.机械波的形成和传播 2.机械波与机械振动的关系 1.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程 2.知道横波和纵波的概念 3.知道机械波传播的特点 通过波的模型的建立，弄清横波和纵波的形成和传播过程，提高抽象思维的能力；在形象思维的基础上运用抽象思维建立波的模型，并对模型进行分析推理，归纳总结；由机械波的产生入手，利用演示、模拟等方式，加深对波的理解 知识点一　波的形成 如图所示，绳的一端固定在竖直杆上，用手握住另一端拉平后向上抖动一次，可以看到绳上形成一个凸起部分，这个凸起部分向另一端传去。向下抖动一次，可以看到绳上形成一个下凹部分，这个下凹部分也向另一端传去。连续向上、向下抖动长绳，可以看到一列波产生和传播的情形，在绳上做个红色标记。 (1)在波传播的过程中，红色标记怎样运动？ (2)红色标记是否随着波向绳的另一端移动？ (3)当手停止抖动后，绳上的波能立即停止吗？ 提示：(1)红色标记在竖直方向上下振动。 (2)红色标记没有随着波向绳的另一端移动。 (3)当手停止抖动后，绳上的波不能立即停止。 1.波：振动的传播称为波动，简称波。 2．波的形成过程(以绳波为例)：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振动……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。这样依次带动下去，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了，整体上形成了凹凸相间的波形。 【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。(×) 2．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。(√) 3．绳上各质点振动的平衡位置不断转换即形成波。(×) 4．介质中有波传播时，介质本身也随波一起传播。(×) 学生用书↓第70页 振动和波动的区别与联系 振动 波动 区 别 研究 对象 往复运动，研究的是单个质点的“个体行为” 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 某绳波形成过程的示意图如图所示，质点1在外力作用下沿垂直直线方向做简谐运动，带动其余质点依次上下振动，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8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？ 解析：各质点在t＝、t＝的情况，分别如图甲、乙所示。 甲 乙 (1)由图甲可知，t＝时，质点8未到达波峰，正在向上振动，质点12、16未振动。 (2)由图乙可知，t＝时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动。 答案：见解析 规律总结 波动过程中介质中各质点的运动特点 1．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。 2．每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同。 3．先振动的质点带动后振动的质点。 4．后振动质点的振动状态落后于先振动的质点的振动状态。 针对练1.(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，起振的位置和起振的方向是不同的 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总是比质点7通过相同位置落后 D．只要图中所有质点都已振动，质点1与质点9的振动步调完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动 ACD　[据波的传播特点知，波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动，所以起振方向相同，都是竖直向下，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；由题意知，质点9比质点1应晚起振两个周期，当所有质点都起振后，质点1与质点9步调完全一致，D正确。] 针对练2.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( ) A．有振动就一定有波 B．波是质点由近及远的移动过程 C．波是传递波源振动能量的一种方式 D．波源停止振动，则波也立即停止传播 C　[有机械振动，不一定能形成机械波，还要有传播振动的