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

3.1 波的形成 物理教研组 教学目标 知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程 能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷，密部和疏部 知道机械波传播的是振动的形式、能量和信息 一、波的形成 每段看成质点 无限分成很多段 相邻质点间有相互作用，当振源质点振动时，会带动相邻质点振动。这一质点又会带动下一质点振动,接着又会带动更远的一些质点.....绳子上的质点都跟着振动起来。 后面质点的振动重复且总是滞后前面质点的振动。这样上下振动的状态沿绳传出去，从而形成凹凸相间的波形。 1、波的形成 一、波的形成 2、质点的运动和波传播的关系 波向右传播，t= 时顺着传播方向前方质点P1在后方相邻质点P2的上方，前方的P1带动后方的P2向上运动。 P0上下振动，依次牵动质点P1,P2,P3,...也上下振动起来。 请思考与讨论：图中其他时刻，P2运动方向是怎样的? 一、波的形成 3、波的传播过程质点的运动特点： (1)质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移; (2)离振源近的质点先起振，先振动的质点带动后振动的质点； (3)各质点的起振方向与振源起振方向相同； (4)各质点的起振周期频率与振源振动周期频率相同。 二、横波和纵波 波峰：在横波中，凸起的最高处叫作波峰； 1.横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波； 波谷：在横波中，凹下的最低处叫作波谷。 波的传播方向 质点振动方向 二、横波和纵波 波的传播方向 质点振动方向 密部：在纵波中，质点分布最密的位置叫作密部； 2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波，叫作纵波； 疏部：在纵波中，质点分布最疏的位置叫作疏部。 实例：声波 横波和纵波的区别   横波 纵波 介质 只能在固体介质中传播 在固体、液体和气体介质中均能传播 特征 在波动中交替、间隔出现波峰和波谷 在波动中交替、间隔出现密部和疏部 (1)绳波和声波分别是典型的横波和纵波，水波是比较复杂的机械波。 (2)在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同。　 二、横波和纵波 三、机械波 1.介质: (1)定义：绳、弹簧、水、空气等波借以传播的物质。 (2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。 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。 (1)机械波传播的是振动形式、能量和信息，介质中各质点本身并不随波传播而迁移，而是在各自的平衡位置附近振动。 (2)由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动，所以各个质点都在做受迫振动，因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。 (3)在不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同，各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。 (4)机械波传播的是波源的信息 我们用语言进行交流，是利用声波传递信息。 (5)机械波是一种“集体运动” 波的形成离不开介质中大量质点的集体振动，个别质点形不成波。 4．机械波的特点 三、机械波 5．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进行传播的“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 可以由联系介质中各质点的弹力提供 运动性质 质点做变加速运动 在同一种均匀介质中是匀速直线运动 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 三、机械波 四、典例 (多选)关于机械波的形成，下列说法中正确的是( ) A．物体做机械振动，一定产生机械波 B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步 C．参与振动的质点都有相同的频率 D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递 BC 将一部手机调成接收信号就发出声响并且振动的状态，然后将这部手机放在密封的玻璃罩内，当我们抽掉玻璃罩内的空气后，再发出信号呼叫该手机，你可以感受到( 　　) A．手机发出声音同时振动 B．手机发出声音但是不振动 C．手机没有发出声音也不振动 D．手机没有发出声音但是在振动 D 四、典例 机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波。 (1)(多选)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是( ) A．在横波中二者方向有时相同 B．在横波中二者方向一定不同 C．在纵波中二者方向有时相同 D．在纵波中二者方向一定不同 (2)如图所示，若一列横波在x轴上传播，a点是波传播方向上的某一质点，则质点a的振动方向一定上下振动吗？ BC 四、典例 四、典例 地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成，如图所示。地震中，假定震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则下列说法正确的是( 　　) A．P先开始振动，震源距地震仪约36 km B．P先开始振动，震源距地震仪约25 km C．H先开始振动，震源距地震仪约36 km D．H先开始振动，震源距地震仪约25 km A 五、总结与作业 1、思维导图 2、课后作业 课本 P66 T2、T3 $$