3.第1节 波的形成-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦机械波的形成，系统讲解介质的定义与特点、波的传播本质及能量信息传递特征，通过教材引读与知识生成搭建学习支架，帮助学生衔接振动知识，构建完整的波动概念体系。 其亮点在于支持全内容编辑，结构涵盖自主建构、深度探析、课堂评价及分层练习，结合物理观念（运动与相互作用、能量）和科学思维（模型建构、科学推理），如通过表格对比波动特征、探究质点运动方向，助力学生提升科学探究能力，教师可灵活调整内容，有效落实分层教学需求。

《正禾一本通·高中同步高效导学案》 配套课件 物 理 · 选 择 性 必 修 1 1 《正禾一本通》PPT均可实现任意编辑，方法如下： 在PPT编辑模式中，双击需编辑内容，呈现word 文档，编辑后关闭word文档即可。 第三章 机械波 第1节 波的形成 4 第 页 4 学习目标 5 第 页 5 自主建构·认知导学 深度探析·思维进阶 目标达成·课堂评价 目录 课后分层练 第 页 6 教材引读 知识生成 传播 弹性力 带动 迟 垂直 最高处 最低处 同一直线上 最密 最疏 相互作用 能量 信息 诊断自评 × × √ √ 探究深化 探究深化 课后分层练（十三） 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 12 1．结合生活实例及实验观察，知道波动的概念，理解波的形成过程。 2．通过对比绳波和弹簧形成的波，区分横波和纵波，知道波峰和波谷、密部和疏部。 3．结合几种典型波的学习，知道什么是机械波，理解机械波的产生条件和传播特点。　 1．结合实例说一说：什么是波？ 2．观察绳波的产生和传播，分析波是怎样形成的？ 3．通过对绳波的分析，说一说：什么是横波？什么是波峰和波谷？ 4．观察弹簧形成的波，说一说：什么是纵波？什么是密部和疏部？ 5．什么是介质？什么是机械波？机械波形成的条件是什么？有什么传播特点？ 一、波的形成 1．波：振动的 称为波动，简称波。 2．波的形成(以绳波为例) (1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个相连的质点，这些质点之间存在着 的作用。 (2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又 更远一些的质点……绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点 一些开始振动，绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出去，整体上形成了凹凸相间的波形。 二、横波和纵波 波 定义 标识性 物理量 实物波形 横 波 质点的振动方向与波的传播方向相互 的波 ①波峰：凸起的 。 ②波谷：凹下的 纵 波 质点的振动方向与波的传播方向在 的波 ①密部：质点分布 的位置。 ②疏部：质点分布 的位置 三、机械波 1．判断下列说法是否正确 (1)波的前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点模仿前面质点的振动。 ( ) (2)如果波源停止振动，则介质中的波也会立即停止传播。 ( ) (3)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波是横波。 ( ) (4)机械波不仅传播振动形式，还传递能量和信息。 ( ) 2．绳波在某时刻的形状如图所示，B、C为A点的临近质点。若O是波源，则此刻A点正模仿哪个点的振动？振动方向向哪？若O′是波源呢？ 提示：若O是波源，则此刻A点正模仿B点的振动，振动方向向上；若O′是波源，则此刻A点正模仿C点的振动，振动方向向下。 能力点1 波的形成及传播特点 如图所示，手拿绳的一端，上下抖动一次，使绳上形成一个凸起和一个凹落的形状，这个“波形”在绳上从一端向另一端移动。在绳子上P点做一红色标记，观察这一红色标记的运动。 问题1：为什么“波形”会在绳上从一端向另一端移动？ 问题2：红色标记做什么运动？它随“波形”向前移动吗？ 问题3：当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 提示：1.绳的一端振动时会带动绳上相邻部分振动，依次引起整个绳振动，由于后面部分总是比前面部分的振动落后，所以会看到“波形”在绳上从一端向另一端移动。 2．红色标记上下振动；它不随“波形”向前移动。 3．不会。当手停止抖动后，波仍向右传播。 1．波的传播特点 (1)机械波的传播离不开介质，没有介质就无法形成机械波。 (2)介质中各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同。 (3)离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向都与波源起振方向相同。 (4)机械波向前传播的是振动这种运动形式，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。 2．振动和波动的联系 (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，有振动不一定有波动。 (2)波动中各质点振动的性质、频率和幅度均与波源相同。 【典例1】 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＝时，1到达最上方，5开始向上运动。问： (1)t＝时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)画出t＝时的波形，并说明质点6、10、14的运动状态。 解析：(1)各质点在t＝时的振动情况如图甲所示。 由图甲可知，t＝时，质点6正在向上运动，质点10、14未运动。 (2)t＝时的波形如图乙所示，质点6正在向下运动，质点10正在向上运动，质点14未运动。 答案：见解析 ►规律方法： (1)机械波的传播可概括为“带动、重复、落后”。即前一质点“带动”后一质点振动，后一质点“重复”前一质点的振动，后一质点的振动“落后”前一质点。 (2)就波上所有质点来说，呈现的现象是波动，而就单个质点来说，所呈现的现象是振动。 (3)画另一时刻的波形时，可先确定一些特殊点的位置，这些点的位置确定后，其他点可顺势找出。 能力点2 横波和纵波的比较 观察沿绳传播的横波，如图甲；做一做软弹簧上的纵波实验，观察纵波在弹簧上的传播，如图乙。 问题1：如果只关注绳或弹簧上的一个点，观察到的运动情况分别是怎样的？ 问题2：比较绳波和弹簧波：波传播的方向与质点的振动方向之间的关系分别是怎样的？ 提示：1.题图甲中，质点在上下往复运动，并没有移动它的平衡位置；题图乙中，质点在左右往复运动，也没有移动它的平衡位置。 2．绳波传播的方向与质点的振动方向相互垂直；弹簧波传播的方向与质点的振动方向相互平行。 横波和纵波的比较 项目 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同一条直线上 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 实例 绳波 弹簧波、声波 【典例2】 (多选)2025年4月24日，在云南省洱源县发生4.8级地震，震源深度10千米。通常来说，里氏6.0级及以上的地震才会被广泛定义为大地震，此次地震未达该标准。地震波有横波和纵波。关于地震波的形成与传播，下列说法正确的是(　　) A．地震波中横波传播方向与质点振动方向垂直 B．地震波中纵波传播方向与质点振动方向相同 C．地震波在传播过程中各质点在振动的同时还要随波一起向前迁移 D．只要有地震波发出，一定能找到产生地震波的波源 解析：选AD。地震波中横波传播方向与质点振动方向垂直，纵波传播方向与质点振动方向在一条直线上，但不一定相同，故A正确，B错误；根据波的传播特点，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移，C错误；只要有地震波发出，一定能找到产生地震波的波源，D正确。 能力点3 波上质点振动方向的判断 1．振动与波动的对比 比较 项目 振动 波动 运动 现象 振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象 波动是介质中大量的质点受到扰动时，从扰动中心传播开来的周而复始的运动现象 运动 的成因 物体由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力作用 介质中的质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并由近及远传播开去，且各部分都受到指向原位置的力的作用 联系 (1)振动是波的起因，波是振动的传播。 (2)有波动一定有振动，有振动不一定有波动。 (3)波动的周期等于质点振动的周期 2.“带动法”判断质点的振动方向 (1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点振动。 (2)方法：在质点P附近靠近波源一侧另找一个参考点P′，P′为先振动的质点，则P点要模仿P′点的振动，只是“滞后”一些，如图所示，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动。 答案：(1)向上　(2)向上　(3)不是 【典例3】 如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。 (1)判断图示时刻Q质点的振动方向。 (2)P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？ (3)此波的形成是否是P质点移动到Q质点形成的？ 解析：(1)P点为波源，Q点在右侧质点的带动下将向上振动。 (2)Q点的起振方向向上，所以波源P点开始振动时的方向也向上。 (3)机械波只是传播振动形式，质点并不随波迁移。 【典例4】 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，下列说法正确的是(　　 ) 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 解析：选D。波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动，由此可知，A向下运动，B、C、D向上运动，E、F向下运动，故质点A和质点C的速度方向相反，质点D和质点F的速度方向相反，A、B、C错误；由于此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，D正确。 【思维进阶】 一列波某时刻的形状如图所示，若此刻质点a正在向上运动，则此刻质点b向哪运动？ 提示：此刻质点a正在向上运动，则该列波由左向右传播，质点b正向下运动。 1．关于横波和纵波，下列说法正确的是(　　 ) A．对于横波，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．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．形成纵波的质点随波一起迁移 解析：选C。横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，方向有时相同，有时相反，故A、B错误，C正确；介质中的质点均在各自的平衡位置附近做往复运动，不会随波迁移，故D错误。 2．我国诗人对波的兴动与源起别具慧眼，能于细微处品波，如“藻花菱刺泛微波”“荷花初醒水微波”等，真是奇景！又如“清风吹空月舒波”“孤舟常占白鸥波”等，这些都是在今人不起眼的地方探究波源、波动。关于上面的诗句，下列说法正确的是(　　 ) A．“藻花菱刺”“荷花初醒”时出现了水波形成的波源 B．“孤舟”振动速度等于水波的传播速度 C．“孤舟”会随水波在水面上前行 D．都涉及水波，水波属于纵波 解析：选A。“藻花菱刺”“荷花初醒”时有振动，出现了水波形成的波源，故A正确；诗句中“孤舟”相当于介质质点，介质质点只在平衡位置上下振动，不会随波在水面上前行，振动速度时刻改变，波传播速度在同种介质中认为不变，故B、C错误；水波不是纵波，故D错误。 3．(2025·北京师范大学二附中检测)如图甲中有一条均匀的绳，O，A，B，C，…依次是绳上一系列等间隔的点。现有一列横波沿此绳向右传播，t1＝0时，波刚好到达质点O，t2＝0.3 s时，波刚好到达质点C，并形成如图乙所示的波形。在下列四幅图中能够正确表示t3＝0.8 s时的波形(其中一部分)的是(　　 ) 解析：选A。简谐横波沿横轴正向传播，t2＝0.3 s时波刚好到达质点C，且C点向上振动，根据波传播时质点的振动及相互带动规律可以推断，t3＝0.8 s，波形刚好传播到质点H，且此时质点H也应向上振动，故A正确。 【基础练】 1．机械振动在介质中传播，形成了机械波。下列说法正确的是(　　 ) A．在纵波中，质点的分布是均匀的 B．机械波在真空中可以传播 C．发声体振动时在空气中产生的声波是纵波 D．介质中有机械波传播时，介质与波一起传播 解析：选C。纵波的波形是疏密相间的，质点分布最密的部分叫密部，分布最疏的地方叫疏部，故A错误；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，故B错误；发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，故C正确；在波的传播中，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，故D错误。 2．如图所示是舞蹈《一条大河波浪宽》中的“波浪”表演。演员手挽手排成一行，从右侧第一位演员开始，周期性地举起或放下手中的扇子，呈现出类似“波浪”的效果，则下列说法正确的是(　　 ) A．“波浪”是纵波 B．当演员举起或放下扇子的动作幅度越大，“波浪”传播的速度一定越快 C．A演员正在放下扇子 D．“波浪”向左传播，演员也随“波浪”向左移动 解析：选C。演员举起或放下手中扇子的运动方向与“波浪”传播方向垂直，则“波浪”是横波，故A错误；“波浪”传播的速度快慢与演员举起或放下扇子动作幅度没有直接关系，故B错误；“波浪”向左传播，由题图可知A演员正在放下扇子，故C正确；“波浪”向左传播的是举起或放下扇子的形式，演员不随“波浪”向左移动，故D错误。 3．(2025·浙江嘉兴检测)在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，其原因是(　　 ) A．墙壁产生的回声 B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波 C．人的听觉发生“暂留”的缘故 D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 解析：选B。停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，故A、C、D错误，B正确。 4．(多选)(2025·黑龙江牡丹江检测)下列关于理想机械波的说法正确的是(　　 ) A．波中各质点的振动频率是相同的 B．质点开始振动时的速度方向与波的传播方向一定相同 C．波由近及远地传播，质点只在平衡位置附近做往复运动 D．波源的能量随波动由近及远地传播 解析：选ACD。波中各质点的振动频率等于波源的振动频率，所以波中各质点的振动频率是相同的，A正确；横波在传播的过程中，质点的振动方向与波的传播方向垂直，B错误；波在传播过程中，质点在平衡位置附近做往复运动，通过振动的形式将波由近及远地传播，C正确；波在传播振动的过程中，同时将能量由近及远传播，D正确。 5．某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐运动，在水面形成一列波，距离浮漂不远处的水面上有一片小树叶，则(　　 ) A．小树叶将远离浮漂运动 B．小树叶将先向下运动 C．浮漂的振幅越大，波传到小树叶的时间越短 D．浮漂的振幅越小，小树叶振动越快 解析：选B。简谐波向外传播过程中，水面上各质点都在各自平衡位置附近上下振动，不向前迁移，故A错误，故B正确；简谐波的波速由介质决定，与振幅无关，故C错误；简谐运动的周期与振幅无关，故D错误。 6．(2025·河南南阳期中)某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻绳波如图所示，a、b为绳波中的两个质点。则(　　 ) A．a质点正向上振动 B．a质点的速度正在减小 C．b质点的加速度正在减小 D．b质点的速度正在减小 解析：选C。由题图可知，波的传播方向向右，根据同侧法可知此时a质点正在向下振动，平衡位置速度最大，加速度为零，故a质点正在向下加速振动，A、B错误；b质点正在向平衡位置振动，则其加速度变小，速度变大，C正确，D错误。 【综合练】 7．水上乐园的冲浪池示意图如图，波浪从深水区向浅水区传播时，波长将变短。图中游客在波浪池中随波浪运动，下列说法正确的是(　　 ) A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动 C．冲浪池表面的波浪属于纵波 D．浅水区质点的振动频率增大 解析：选B。根据机械振动的特点，可知游客在所处位置上下运动，不会随波浪冲到浅水区，故A错误；根据“带动法”可知，此时游客正在向上运动，故B正确；冲浪池表面的波浪属于横波，故C错误；波上质点都做受迫振动，浅水区质点的振动频率等于波源的频率，保持不变，故D错误。 8．(多选)在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及下图可知，下列说法正确的是(　　 ) A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动 B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同 D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒 解析：选AC。机械波的形成原因是质点间的相互作用，前一质点带动后一质点、后一质点重复前一质点的振动，每个质点都做受迫振动，振动的周期都相同，所以质点2是被质点1对它的弹力带动起来的，由题图可知绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，故A、C正确；质点只能在平衡位置附近振动，不能沿绳传递，故B错误；绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅的受迫振动，故每个质点的机械能不守恒，故D错误。 9．(2025·江西景德镇期末)如图，一只小鸭(视为质点)在平静的河道内靠近岸边的A处戏水，在水面上引起一列稳定的水波，B为岸边的一点，P点为A和B点连线的中点，下列说法正确的是(　　) A．P处质点与B处质点的振动频率相同 B．P处质点与B处质点的振动方向一定相反 C．P处质点与B处质点同时同向开始振动 D．一段时间后P处质点将运动到B点 解析：选A。介质中质点的振动周期和频率都与波源相同，所以P处质点与B处质点的振动频率相同，故A正确；由于不确定P点与B点的距离与波长的关系，所以不能确定这两点的振动方向是相同还是相反，故B错误；P点接近波源，故P点先振动，故C错误；机械波在传播的过程中，质点在各自平衡位置振动，质点并不随波迁移，即P点不会随水波运动到B点，故D错误。 10．一列机械波在x轴上传播，某时刻波的形状如图所示，a、b、c为三个质点，a正在向上运动。由此可知(　　 ) A．该波沿x轴负方向传播 B．该时刻，c正在向上运动 C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置 D．该时刻，b的速率比c的速率大 解析：选C。在题图所示时刻，a正在向上振动，可知波沿x轴正方向传播，故A错误；根据波形和波的传播方向可判断出c正在向下运动，故B错误；由题图知，b向上振动、c向下振动，所以b比c先到达平衡位置，故C正确；在题图所示时刻，b距离平衡位置比c远，则b比c的速率小，故D错误。 11．(多选)如图所示是绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下做简谐运动，带动其余质点依次上下振动。在t＝时，质点1到达波峰，质点5刚开始振动。下列说法正确的是(　　 ) A．质点5和质点1的振动频率相同 B．在t＝时，质点4加速度方向向上 C．从t＝T开始的一小段时间内，质点11的速度正在减小 D．从t＝T开始的一小段时间内，质点16的加速度正在增大 解析：选AD。质点5和质点1的振动频率相同，都等于波源的振动频率，A正确；在t＝时，质点4运动到平衡位置上方，加速度的方向指向平衡位置向下，B错误；从t＝T开始的一小段时间内，质点11在平衡位置上方，向下振动，速度正在增大，C错误；从t＝T开始的一小段时间内，质点16在平衡位置的上方，向上振动，加速度正在增大，D正确。 【创新练】 12．2025年03月28日14时在缅甸发生7.9级地震，震源深度30公里。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)。在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则(　　) 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 解析：选A。横波的传播速率小于纵波的传播速率，所以P先开始振动，由 s＋5 s＝ s，可得x＝36 km，故A正确，B、C、D错误。 $