3.1波的形成 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.1波的形成 选择性必修第一册&第三章 机械波 授课教师：杨孝波 课堂引入 在艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。彩带上的波浪向前传播时，彩带上的每个点也在向前运动吗？ 彩带上的波浪翻卷实际是振动在彩带上传播的结果。振动的传播称为波动，简称波（wave）。波是怎样形成的？ 课堂引入 思考：为什么绳上各点都能动起来呢？ 凹凸相间的波是怎样形成的？ 一、波的形成—思考 一、波的形成—实验 设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个质点 质点之间有相互作用力 请点击手 一、波的形成—分析 一、波的形成—分析 波的形成： （1）绳子各部分看成许多质点组成，各部分之间存在着相互作用的弹力． （2）沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间，质点依次被带动． （3）振动的形式传播出去形成波． 波的特点： 带动性 滞后性 重复性 一、波的形成—分析 问题1：各质点随波迁移吗？ 各质点并不随波迁移，只是上下振动 问题2：各质点做什么运动？ 各质点以刚开始静止的位置(平衡位置)为中心做机械振动 问题3：各质点的起振方向相同吗? 各质点起振方向相同，都是先向上振动 问题4：各质点振幅相等吗? 各质点振动振幅相等 问题5：各质点振动周期和频率都相等吗？与波源的周期频率有关系吗？ 各质点振动周期与频率都相等，且都等于波源的周期和频率。各质点做的是受迫振动 问题6：各质点振动有先后顺序吗？ 在空间上由近及远依次振动，在时间上由先到后依次振动 问题7：波源停止运动后，各质点如何运动？ 各质点逐渐依次停止运动，距波源越远，越最后停止运动。 请点击手 一、波的形成—分析 绳波中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？ 互相垂直 二、横波和纵波—横波 1.横波 (1)特征：质点的振动方向与波的传播方向垂直 (2)波形特点：凹凸相间的波纹 (3)波峰与波谷： 凸起部分的最高点叫做波峰 凹下部分的最低点叫波谷 （4）说明：横波是靠物体内部形变而产生的弹力作为回复力。故横波只能在固体中传播。 二、横波和纵波—横波 弹簧中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？ 同一直线上 二、横波和纵波—纵波 2.纵波 (1)特征：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。 (2)波形特点：质点分布较稀的部分叫疏部，质点分布较密的部分叫密部。 （3）说明：纵波是靠介质质点的相互挤压而产生的作用力作为回复力。故纵波在固体、液体、气体中都能传播。 二、横波和纵波—纵波 1.质点的振动方向与波的传播方向的关系不同; 2.传播介质不同：横波只能在固体介质中传播； 纵波在固体、液体和气体中均能传播； 3.特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部。 3.横波与纵波的比较 二、横波和纵波—比较 　　发声体振动时在空气中产生的声波是纵波。例如振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩邻近的空气，使这部分空气变密，叉股向另一侧振动时，又使这部分空气变得稀疏。 这种疏密相间的状态向外传播就形成声波 　　声波传入人耳，使鼓膜振动，就引起声音的感觉。声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播 二、横波和纵波—应用 2.地震波:既有横波又有纵波，横波破坏力大。 1.声波：声波有横有纵，但大部分是纵波，要看传播的介质。声音在空气传播是纵波，因为声音在传播过程中是空气（介质）发生膨胀和收缩是沿着声波传播方向的。声波在固体中传播可能是横波也可能是纵波。 知识延伸： 3.水波:既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。 二、横波和纵波—应用 思考与讨论： (1)若要在一根绳子上形成一列绳波，你认为应该具备什么条件？ (2)若以声波为例，声音可以在真空中传播吗？你认为声波形成应该具备什么条件？ 三、机械波—思考 17 1.介质:波借以传播的物质。 3.两个产生条件:(1)要有波源；(2)要有传播振动的介质。 2.机械波：机械振动在介质中传播,形成机械波。 机械波： 注意:有振动不一定存在波，有波一定存在振动． 三、机械波—定义 18 4.传递的三个特点: (1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是_____这种运动形式。 (2)波是传递_____的一种方式。 (3)波可以传递_____。 振动 能量 信息 三、机械波—特点 19 类别 振动 波动 运动现象 运动成因 联系 振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象 是大量质点共同表现出的周期性运动 质点受到指向平衡位置的回复力作用 介质中相邻质点间存在相互作用的弹力 1、振动是波动的起因，波动是振动的传播 2、有波动一定有振动，有振动不一定有波动 3、波动的周期就等于质点振动周期 三、机械波—振动与波动分析 波的分类