3.1 机械波的产生和传播 课件-2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦机械波的产生、传播及横纵波分类，以毛泽东《七绝·观潮》导入引发思考，通过绳波实验操作（如向上、向下抖动观察波形）形成波源、介质等核心概念，搭建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过绳波实验的观察与思考（如质点是否迁移、振动方向关系）培养科学思维，结合振动与波的区别联系深化物理观念。练习题巩固知识，助力学生理解机械波本质，教师可借助结构化探究过程提升教学效率。

第三章 机械波 第1节 机械波的产生和传播 七绝·观潮 毛泽东 千里波涛滚滚来，雪花飞向钓鱼台。 人山纷赞阵容阔，铁马从容杀敌回。 思考：这些画面有什么共同的特点？ 将一根长软绳的一端栓在门把上，另一端用手握住，分别观察在下列情况下会出现什么现象：向上抖动一次；向下抖动一次；上下抖动一次；持续上下抖动。 【操作与现象】 （1）向上抖动一次：形成 的波形，向另一端传去； （2）向下抖动一次：形成 的波形，向另一端传去； （3）上下抖动一次：形成 的波形，向另一端传去； （4）持续上下抖动：形成 的波形，向另一端传去。 观察绳波的形成过程： 一个凸起 一个凹下 一个凹凸相间 一列凹凸相间 一、波的产生 观察与思考： （1）红色标记有没有随波迁移？ （2）3个红色标记是否处于同一运动状态？ （3）当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 结论： （1）波的形成需要振动的源头，称为波源，也叫振源。 （2）振动的传播需要介质。这种机械振动在介质中的传播称为机械波。 （3）各质点只在平衡位置做机械振动，质点并不随波迁移。 问题：既然红色的标记没有随波逐流，那么振动是如何在介质中传播的呢？ 二、机械波的传播 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 问题1：绳上各点的起振方向与波源的起振方向有什么关系？ 观察与思考： 问题2：绳上各点的振动频率相同吗？ 问题3：不计能量损失，绳上各点的振幅相同吗？ 绳上各点的起振方向与波源的起振方向完全相同 绳上各点的振动频率相同，且与波源的振动频率相等 不计能量损失时，绳上各点的振幅相同 问题4：绳上各点是不是同时开始起振？它们振动步调一致吗？ 不是同时起振，机械波的传播需要时间，波源先振动，随后相邻质点依次被带动，离波源越远的质点，起振时间越晚 振动步调不一致，离波源越远的质点，振动相位越滞后 问题5：振源振动停止后，波还传播吗？ 问题6：波在传递振动形式的同时还在传递什么？ 振源停止振动后，波仍然会继续传播一段距离 波在传递振动形式的同时，还在传递能量和信息 （1）波源开始向上振动（起振方向），后续的每一个质点起振方向都是向上，即所有质点的起振方向都相同。 归纳： （2）根据波的传播方向可判断各质点的振动方向。每一个质点的振动方向可由临近的前面的质点振动位移来决定。如图1-2，质点3在质点4的上面，质点4即将跟随前面的质点3向上振动。又如图1-3，质点4即将跟随前面的质点3向下振动。 （4）波源振动的频率决定了后续每一个质点的振动频率，即波在传播过程中质点的振动频率不变。 （5）质点上下振动，波形向右传播，没有一个质点随着波一起传播。机械波的传播是振动状态的传播、波形的传播、能量的传播，不是质点的传播。 （3）根据波形的升降一次判断所有质点的振动方向。如图1-4，质点1到质点9之间所有的质点都在向下振动，刚好是逆着传播方向波形的变化趋势。又如图1-5，逆着传播方向根据波形的变化趋势可知质点1到质点5，质点13到质点17都向上振动。 思考：振动与波有哪些区别与联系呢？ 1.区别 （1）研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动；波动是各个质点振动在介质中的传播。 （2）力的来源不同——产生振动是回复力；而引起波动的力是联系介质中各质点的弹力。 （3）运动性质不同——振动是质点的变加速运动；而波动是匀速直线运动，传播距离与时间成正比。 2.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）波动的性质、频率和振幅与振源相同。 三、横波与纵波 横波 传播方向与振动方向垂直 纵波 传播方向与振动方向平行 地震波则包括纵波（P波）和横波（S波）。 纵波（P波）传播速度较快，先到达地表，使地面上下颠簸； 而横波（S波）传播速度较慢，随后到达，使地面发生水平晃动‌。 横波：质点的振动方向和波的传播方向垂直的波 横波和纵波 机械波 纵波：质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上波 产生条件：波源和介质 定义：机械振动在介质中传播 机械波的产生和传播 传播特点：传播振动形式，质点不随波迁移 1.关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．机械波可分为横波和纵波，横波的传播方向与质点的振动方向垂直，纵波的传播方向与质点的振动方向相同 B．机械波的频率与波源的振动频率相同，波源的频率越大，它产生的机械波传播得越快 C．无论是横波还是纵波，质点在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．机械波只能在介质中传播，而且从一种介质传播到另一种介质中时，它的频率一定不变 D 2.已知一列机械波在一水平绳上匀速传播，则以下说法中正确的是（　　） A．绳子上任意一点做受迫振动的周期相同 B．绳子上任意一点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅 C．绳子上相距为一个波长的两点振动情况是异步的 D．绳子上质点随波发生迁移 A 3.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，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（　　） A．每个质点均在其平衡位置附近自由振动 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 C Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $