3.1 波的形成（课件PPT）-【金榜题名】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册高中同步学案（人教版）

该高中物理课件聚焦机械波的形成、传播特性及横纵波分类，通过绳波实验观察导入，课前预习梳理波源与介质作用，课堂探究以问题链（如质点振动顺序、迁移情况）搭建支架，衔接振动知识与波动规律。 其亮点在于以科学探究为主线，通过问题链引导科学推理（如手停振后波是否立即停止），对比表格建构横纵波模型，例题结合周期分析质点振动状态培养科学思维。帮助学生深化运动与相互作用观念，教师可通过分层训练提升教学效率。

第三章　机械波 3．1　波的形成 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 目录 contents Part 01 课前预习·梳理教材 Part 02 课堂探究·核心突破 Part 04 课时作业(十三) Part 03 课堂达标·素养提升 第三章 机械波 返回导航 1 课前预习·梳理教材 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 质点 平衡位置 波源 第三章 机械波 返回导航 1 带动 带动 第三章 机械波 返回导航 1 垂直 最高 最低 第三章 机械波 返回导航 1 直线 最密 最疏 纵波 第三章 机械波 返回导航 1 传播 相互作用 机械振动 波源 介质 第三章 机械波 返回导航 1 振动 方式 第三章 机械波 返回导航 1 × × 第三章 机械波 返回导航 1 √ × × 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课堂探究·核心突破 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 波动过程中各质点的运动规律 可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点； (2)后振动的质点重复前面质点的振动； (3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点． 概括起来就是“带动、重复、落后”．　　 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课堂达标·素养提升 返回导航 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 第三章 机械波 返回导航 1 课时作业（十三） 点击进入 word 第三章 机械波 返回导航 1 谢谢观看 第三章 机械波 返回导航 1 学习 目标 1．通过观察与分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息．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． 4．知道机械波的概念和形成机械波的条件． 一、波的形成 形成原因：以绳波为例(如图所示) (1)可以将绳分成许多小部分，每一部分看成一个____． (2)手握绳端不动时，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的________． (3)手握绳端上下振动时，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的这个质点称为____． (4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就____周围质点振动，并依次____邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播． 二、横波和纵波 1．机械波可分为横波和纵波两类 定义 标识性物理量 实物波形 横波 质点的振动方向和波的传播方向相互____的波 ①波峰：横波中，凸起的____处 ②波谷：横波中凹下的____处 定义 标识性物理量 实物波形 纵波 质点的振动方向和波的传播方向在同一____上的波 ①密部：纵波中，质点分布____的位置 ②疏部：纵波中，质点分布____的位置 2．发声体振动时在空气中产生的声波是____，声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播． 三、机械波 1．介质 (1)定义：波借以____的物质． (2)特点：组成介质的质点之间有________，一个质点的振动会引起相邻质点的振动． 2．形成：________在介质中传播，形成机械波． 3．产生条件 (1)要有____． (2)要有传播振动的____． 4．机械波的实质 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，因此说它传播的只是____这种运动形式． (2)传递能量的一种____．依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量． [自我诊断] 1．判断下列说法的正误． (1)在绳波的形成和传播过程中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动．( ) (2)在绳波的形成和传播过程中，所有质点同时运动，同时停止运动．( ) (3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动．( ) (4)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波一定是横波．( ) (5)介质中有机械波传播时，介质本身也随波一起传播．( ) 2．一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述正确的是(　　 ) A．树叶慢慢向湖心运动 B．树叶慢慢向湖岸漂去 C．在原处上下振动 D．沿着波纹做圆周运动 解析：选C　由于波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的位置附近做振动，故选C． 一、波的形成和传播 [问题探究] 如图用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波．请结合图示思考下列问题． (1)绳子的质点，哪些位置先振动，哪些位置后振动？ (2)质点间的振动是如何发生的？ (3)从波源开始，各个质点做什么振动？ (4)绳波在传播时，绳子上的各点是否随波发生迁移？ (5)手停止振动，波会不会立即停止传播？ 答案：(1)前面的质点先振动，后面的质点后振动． (2)绳发生弹性形变产生弹力，前面的质点带动后面的质点振动． (3)若波源开始做简谐运动，则各质点均做简谐运动． (4)没有，绳上各点只在竖直方向上振动． (5)不会，手停止振动后，已形成的波仍向右传播． [知识深化] 1．机械波的形成 2．波的特点 (1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同． (2)周期：各质点振动的周期均与波源的周期相同． (3)步调：离波源越远，质点振动越滞后． (4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移． (5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息． 3．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 联系介质中各质点的弹力 运动性质 质点做变加速运动 在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 　如图所示，是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，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＝eq \f(T,4) 时，1到达最上方，5开始向上运动．问： (1)t＝eq \f(T,2)时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)t＝eq \f(3T,4)时，质点8、12、16的运动状态如何？ 解：各质点在各时刻的情况如图甲所示： (1)由甲图可知，t＝eq \f(T,2)时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动． (2)由乙图可知，t＝eq \f(3T,4)时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动． [针对训练] 1．(多选)如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源，设波源的振动周期为T，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经eq \f(T,4)质点1开始振动，则下列说法中正确的是(　　 ) 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．图中所画出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处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后eq \f(T,4) D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，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 解析：选ACD　从题图可知，质点9是图中距波源最远的点，尽管与波源起振方向相同，但起振时刻最晚，故A正确，B错误；质点7与质点8比较，质点7在质点8的前面，两质点的振动步调相差eq \f(T,4)，故C正确；质点9比质点1晚2T开始起振，一旦质点9起振后，质点1、9的振动步调就完全一致，故D正确． 　(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 解析：选AB　机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外传播的速度，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，选项D错误． 二、横波和纵波 [问题探究] 如图所示， (1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？ (2)图乙是声波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？ 答案：(1)相互垂直．　(2)在同一条直线上． [知识深化] 1．横波和纵波是按照质点振动方向和波传播方向的关系来区别的：两方向垂直的为横波，两方向在同一直线上的为纵波．如声波是典型的纵波． 2．地震波中既有横波，又有纵波，而且纵波传播速度较大． 3．横波与纵波的区别 横波 纵波 概念 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上 介质 不能在液体和气体介质中传播 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 4．注意：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波． 关于横波与纵波，下列说法中正确的是(　　) A．质点上下振动形成的波是横波 B．质点水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点在竖直方向上下振动，这类波是横波 D．质点在水平面内振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 解析：选C　质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，而质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波，可知只有C项正确． [针对训练] 2．有关纵波与横波，下列说法中正确的是(　　 ) A．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B．对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直 C．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能 D．横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播 解析：选B　纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上，方向并不一定相同，故A选项错误；机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，无论横波和纵波都是这样，故C选项错误；横波只能在固体中传播，纵波可在固体、液体和气体中传播，故D选项错误． 1．(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 解析：选BC　机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质．只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的介质点也不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；波源带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故B、C选项正确；形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，故D选项不正确． 2．(多选)关于波的形成和特点，下列说法正确的是(　　) A．随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动 B．随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去 C．传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力 D．某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点必沿竖直方向上下振动 解析：选AC　随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近来回振动，不随波迁移，故A正确，B错误；波源的振动使质点一个个被带动，且与波源振动形式相同，且总滞后于前一个质点，可知各质点间有力的作用，故C正确；某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点的振动方向与波的传播方向垂直，但不一定沿竖直方向，故D错误． 3．下列关于横波、纵波的说法正确的是(　　) A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波 B．由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，因此横波、纵波不可能沿同一方向传播 C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等 D．只要存在介质，不管是固体、液体或气体，均可传播横波和纵波 解析：选A　同一波源产生的波中可同时具有横波、纵波，如地震波，故选项A正确；虽然传播这两种波的介质质点振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方向传播，故选项B错误；在同一介质中，横波和纵波传播速度一般不同，如地震波中纵波比横波传播得快，故选项C错误；横波可以在固体内传播，不可以在液体、气体中传播，而纵波可在固体、液体和气体中传播，故选项D错误． 4．(多选)关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是(　　 ) A．机械振动就是机械波，机械波就是机械振动 B．有机械波，则一定有机械振动 C．机械波就是质点在介质中的运动路径 D．在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅 解析：选BD　机械振动在介质中传播，形成了机械波，A错；波的形成有两个条件，一是要有波源，二是要有介质，所以，有机械波一定有机械振动，B对；在波的形成和传播过程中，各质点不随波迁移，C错；离波源较远的质点依靠前面质点的带动，所以频率、振幅相同，D对． $$