3.1波的形成 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章 机械波 第1节 波的形成 ——身正心定 闳中博学—— 人教版（2019） 物理（选择性必修第一册） 张二朝 学习目标 1. 通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道机械波的概念和形成机械波的条件。 2. 能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程。 3. 能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部，结合生活现象说明波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。 课堂引入 “隔墙有耳”“一石激起千层浪”……我们对这些现象耳熟能详，它们都与波动有关。测绘科技人员利用声呐绘制海底地形图，医生用“B超”诊断疾病，狂风巨浪使船舶颠簸，地震波对建筑物造成破坏……种种现象表明:波既能传递信息，又能传递能量。 多姿多彩的波有许多共同的特征和规律，我们应该很好地认识波，以便更好地利用波，或预防和减轻波所造成的破坏。 课堂引入 水波离开了它产生的地方,而那里的水并不离开,就像风在田野里掀起的麦浪。我们看到,麦浪滚滚地在田野里奔去,但是素子却仍旧留在原来的地方。 ——达·芬奇 列奥纳多·达·芬奇（Leonardo da Vinci）1452.4.15－1519.5.2 艺术体操的带操表演 课堂引入 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？ 一、波的形成 思考与讨论 绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动一次．看到什么现象？ 看到一个凸凸起的波形（振动形式）向绳子的另一端传去 一、波的形成 演示：沿绳传播的波 一、波的形成 思考： (1)在绳子上某处做的红色标记做什么运动？ (2)为什么会看到凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动？ 实验现象： 带着如下问题先观察下面演示实验后思考：手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动. 绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。 波传播的是振动这种形式。 一、波的形成 设想:把绳分成很多小段 每一小段可以看做一个质点 质点之间有相互作用力 建立绳的质点模型 F 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0 1 2 0 1 F F 离波源越远，振动越迟. 波源0振动 依靠质点间力作用使得1振动 1带动质点2振动 一、波的形成 一、波的形成 6 5 4 3 2 1 0 7 8 9 10 t =0 t =T/4 t =T/2 t =3T/4 t =T t =5T/4 一、波的形成 1.绳上的点是不是随波一起迁移了呢？波传播的是什么？ 2.绳上各点是不是同时开始振动的，它们振动的步调一致吗？ 3.绳上各点开始振动时的方向 (起振方向) 与振源起振方向有什么关系？ 4.振源振动停止后波的传播会立刻停止么？ 绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。 波传播的是振动这种形式。 各质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。 振动步调不一致：前一质点依次带动后一质点振动,但后一质点滞后振动。 绳上个点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。 质点说：我们从不“随波逐流”， 我们只是波”的搬运工。 前面质点对后面质点说：“我的今天就是你的明天” 波源停止振动后，波仍向前传播。 思考与讨论 一、波的形成 6 5 4 3 2 1 0 7 8 9 10 t =0 t =T/4 t =T/2 t =3T/4 t =T t =5T/4 时间上：各质点做受迫振动，周期、频率与波源相同。 空间上：质点只在自己的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”。 质点间：①质点的起振方向均与波源起振方向相同； ②沿着波的传播方向，先振动的质点带动后振动的质点。 “带动、重复、滞后” 一、波的形成 做一做 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，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。 运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪。 团体操表现波浪 一、波的形成 做一做 二、横波和纵波 思考：将弹簧水平放置，前后振动彩虹圈，观察到什么现象？这和我们观察到的绳波一样吗？ 任务：阅读书本64页，总结两种波的定义和特征。 二、横波和纵波 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 二、横波和纵波 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。 二、横波和纵波 发声体振动时在空气中产生的声波是横波还是纵波？ 声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。 三、机械波 1.定义:机械振动在介质中的传播形成机械波. 2.产生条件: ①波源: 保持持续振动并引起其他质点振动的物体. 可以认为是第一个开始振动的质点. ②介质: 指传播机械波的物质。 有振动不一定存在波，有波一定存在振动． （1）向外传播的是波源的振动形式，同时也向外传递能量与信息； 3.机械波的特点： （2）沿波传播的方向，介质中各质点由波源开始由近及远振动； （3）介质中各质点只在各自的平衡位置附近振动，质点并不会随波迁移； （4）介质中各质点的起振方向均相同，均与波源的起振方向一致，且振动的T与f也与波源一致。 三、机械波 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,研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为” 力的 来源 可以由作用在物体上的各种性质力提供 介质中各质点间的弹力 运动 性质 质点做变加速运动 在同一介质中传播速度不变 联系 (1)振动是波动的原因,波动是振动的结果 (2)有波动必然有振动,但有振动不一定有波动 (3)波动的性质、频率和振幅都与振源相同 练一练 1.(多选)关于振动和波的关系，下列说法正确的是 A.振动是波的成因，波是振动的传播 B.振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象 C.波的传播速度就是质点振动的速度 D.波源停止振动时，波立即停止传播 AB 练一练 2.关于横波和纵波，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，质点的振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.空气介质中只能传播纵波 D 练一练 3.一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点说法正确的是 A.质点B向右运动 B.质点D和质点F的速度方向相同 C.质点A和质点C的速度方向相同 D.从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置 D 练一练 课堂小结 波的形成 横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直的波 横波和纵波 机械波 纵波：质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上波 产生条件：波源和介质 定义：机械振动在介质中传播 波的形成 传播特点：传播振动形式，质点不随波迁移 谢谢聆听 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf60.4.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf58.12.100 Lavf57.62.100 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf57.83.100 学科网版权所有 Lavf58.12.100 Lavf58.46.101 $$