3.1波的形成 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

新教材人教版 物理（选择性必修第一册） 第三章 机械波 第1节 波的形成 P62 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？ 课堂引入 课堂引入 沿绳传播的波 彩带上的每个点也在向前运动吗？ 振动的传播称为波动，简称波（wave）。 课堂引入 各点只是在一定位置上下振动，没有向前运动 彩带上的波浪翻卷实际是振动在彩带上传播的结果。 新知引入 水波 振动在水中传播的结果 绳波 振动在绳上传播的结果 波是怎样形成的？ 5 设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个个相连质点 请点击手 一、波的形成 这些质点之间存在着弹性力的作用 一、波的形成 1.绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点； 2.沿波传播方向，前一质点依次带动后一质点,后一质点延迟振动； 3.把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波。 波的形成理论分析： 波的特点： 带动性 滞后性 重复性 一、波的形成 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？ 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? 相同，都是先向上振动 问题4：各质点振幅相等吗? 相等 一、波的形成 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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？ 各质点做受迫振动，振动周期与频率都相等，且都等于波源的周期和频率 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。 一、波的形成 思考：波在传递振动形式的同时还在传递什么？ 波在传递振动形式的同时，也传递能量和信息。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、横波和纵波 思考与讨论：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 质点的振动方向与波的传播方向垂直 1.横波 (1)定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫做横波（凹凸波） (2)波形特点： (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 凹凸相间的波纹 （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 二、横波和纵波 思考与讨论：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？ 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上 同一直线上 2.纵波 二、横波和纵波 (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。 （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； 二、横波和纵波 3.横波与纵波的比较 （1）质点的振动方向与波的传播方向的关系不同; （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。 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： 二、横波和纵波 3.水波:既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。 2.地震波:既有横波又有纵波。 2.产生条件： 波源（振源）：能够维持振动的传播，不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。 介质：凡是能传播机械振动的媒介物质，都可以叫做介质。 三、机械波 注意:有振动不一定存在波，有波一定存在振动． 1.定义：机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。 ① 有振源 ② 有可传播波的介质 (1)各质点的振动 3.机械波的特点 (2) 传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。 三、机械波 ②机械波传播的是振动的形式、能量和信息; ③各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移; ⑤各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。 ④介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率； ①沿波传播的方向由近及远的传播。 类别 振动 波动 运动现象 运动成因 运动性质 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 波动与振动的区别和联系 三、机械波 质点做变加速 在同一均匀介质中是匀速向前传播的 波的传播方向与质点振动方向的互判方法 三、机械波 1.质点带动法 Y X O P Q 先振动的质点带动邻近的后振动质点，在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，若P′在P点下方，则P向下振动，若P′在上方，则P向上振动． Pˊ Qˊ 传播方向 三、机械波 Y X O 上坡 下坡 上坡 2.上下坡法 判断方法：上坡上的质点向下振动，下坡上的质点向上振动 传播方向 简称： “上坡下、下坡上” 三、机械波 在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。 3.同侧法 Y X O 传播方向 v v 三、机械波 4.微平移法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向 课堂小结 波的分类 机械波 波的形成 把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波。 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直； 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。 定义：机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。 产生条件：① 有振源。② 有可传播波的介质。 Lavf59.6.100 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $$