3.1波的形成（教学课件）物理人教版2019选择性必修第一册

第三章 机械波 物理选择性必修第一册 •人教版2019 第一节 波的形成 学习目标 01 02 03 04 物理观念 通过观察绳波和弹簧波的传播，理解波是振动和能量的传播形式，掌握横波和纵波的基本特征，理解波传播过程中质点不随波迁移的现象。 科学思维 通过分析绳波和弹簧波的传播过程，培养学生的逻辑推理能力，能够从质点运动的角度解释波的传播现象。 科学探究 通过实验观察和小组讨论，探究波的形成和传播过程，培养学生的实验设计和数据分析能力。 科学态度与责任 通过实验和讨论，激发学生对波动现象的兴趣，培养严谨的科学态度和团队合作精神。 重点难点 教学重点 教学难点 理解波是振动和能量的传播形式，掌握横波和纵波的基本特征;理解波传播过程中质点不随波迁移的现象。 理解波传播过程中质点之间的相互作用及其对波传播的影响。区分横波和纵波的特征及其传播方式。 课堂引入 机械波 电磁波 生活中常见的波 机械波 机械波是如何形成？ 波的形成 01 一、波的形成 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？ 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 波的形成 18 17 16 15 13 11 9 6 4 3 1 2 5 7 8 10 12 14 时刻：0 波的形成 11 12 13 14 15 16 17 18 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 时刻：T/4 波的形成 1 2 3 4 5 6 9 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 时刻：T/2 波的形成 15 16 17 13 18 14 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 时刻：3T/4 波的形成 13 14 15 16 17 18 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 时刻：T 1 2 波的形成 17 12 14 15 16 13 11 18 9 7 6 5 4 时刻：5T/4 1 2 3 8 10 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 机械波 02 1.定义：机械振动在介质中的传播就形成了机械波。 2.产生条件：① 有波源（振源）。 ② 有可传播波的介质。 机械波 注意：有振动不一定存在波，有波一定存在振动． 思考1：绳上的点是不是随波一起迁移了呢？波传播的是什么？ 思考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？ 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。 介质各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的运动，步调不一致。 请点击手 机械波 思考4：振源振动停止后波还传播吗？ 思考5：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。 振源振动停止后波仍向前传播 思考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？ 绳上各点的起振方向与振源起振方向相同。 请点击手 机械波 3.特点 ⑥波在同一种均匀介质中匀速传播。 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。 机械波 4、波动与振动的区别和联系 ① 区别：振动是一个质点的往复运动；波动是介质中许多质点的集体运动． ② 联系： （1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期； （2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动； （3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动 ； （4）波动是振动形式的传播过程。 机械波 横波和纵波 03 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 横波和纵波 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。 横波和纵波 典例分析 04 D 图1-2 ACD ABD 图1-3 C 课堂小结 波的分类 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。 机械波 Lavf58.12.100 【例1】沿绳传播的一列横波，当波源突然停止振动时(设绳无限长，且波传播过程无能量损失)(　　) A．绳上各质点同时停止振动，波同时消失 B．离波源较近的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动 C．离波源较远的质点先停止振动，直到所有质点全部停止振动 D．前一质点的振动带动相邻后一质点振动，这种振动将由近及远向前传播，不会停止 【例2】(多选)一列横波沿绳子向右传播，传播过程无能量损失，某时刻绳子形成如图1-2所示的凹凸形状．对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　 　) A．它们的振幅相同 B．质点D和F的速度方向相同 C．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置 D．从此时算起，质点E比F先到达波峰 【例3】(多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是(　 　) A．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B．对于横波，质点的运动方向与波的传播方向一定垂直 C．形成纵波的质点随波一起迁移 D．空气介质只能传播纵波 【例4】如图1-3所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，此时质点A正向上运动，如图中箭头所示．由此可断定此横波(　　) A．向右传播，且此时质点B正向上运动 B．向右传播，且此时质点C正向下运动 C．向左传播，且此时质点D正向上运动 D．向左传播，且此时质点E正向下运动 $