3.1 波的形成和描述(一)课件-2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

High School Physics 通过不同介质中波的传播现象，找出形成机械波的条件；通过观察绳波的产生和传播，认识波的形成过程，找出机械波的传播特点 01 重难点 重点 通过对绳波和弹簧波的现象进行分析，构建横波和纵波的模型 02 01 波的形成与传播 随着一滴滴晶莹剔透的水珠落向平静的水面，水面上出现了一圈圈波纹，逐渐向远处扩散开来。波是怎样形成与传播的？ 情境导入 把软绳的一端系在墙上，用手抓住绳子的另一端上下振动， 可看见沿绳传播的波。 当绳的一端在手的作用下振动时，绳上的各点都会受到影响并随之振动起来，于是在绳上形成波。 实验表明 观察与思考 水面上某点的连续振动沿水面传播形成水波 声带振动在空气中传播形成声波 观察与思考 地球内部的运动在地壳中传播形成地震波 观察与思考 (1)这几种波在刚开始形成时有什么共同点？ 答案　都需要某个点先振动，然后带动其他点的振动来形成波。 (2)这几种波在传播的过程中有什么共同点？ 答案　都需要在某种物质中传播。 观察与思考 波 1. 波的定义 (2)介质： (1)波源： 绳、水、空气、地壳等 振动的绳端、 水面上的振动点、 振动的声带/音响、 地震的震源 2. 产生条件 机械振动在介质中传播形成的波称为机械波，简称波。 产生机械振动的物体。 能传播波的物质。 【注意】有振动不一定存在波，有波一定存在振动。 核心知识 观察绳上的波浪向前传播时，绳上的每个点也在向前运动吗？ 绳子上的各点只是在一定位置上下振动，没有向前运动，而振动这种形式却传播出去了。为什么会这样呢？ 观察与思考 设想把绳分成许多小部分 每一小部分可以看成质点 质点与质点之间有相互作用 核心知识 波的形成 A -A Y X 0 t t t t t P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 (1)机械波传播时，前一质点的振动带动后一质点的振动，后一质点的振动滞后前一质点的振动。振动由发生区域向远处传播。 在同一时刻各质点的空间位置不同，因此从整条绳看就形成了凸凹相间的波形，波形随时间沿传播方向传播出去，从而形成了波。 核心知识 足球看台人形波动 舞台表演的波动 机械波的特点 (1)机械波传递的是振动形式、能量和信息，介质中各质点本身并不随波的传播而迁移，而是在各自的平衡位置附近振动。 (2)波动过程介质中的各个质点都做受迫振动，各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。 (3)各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。 (4)不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同。 核心知识 (1)物体做机械振动，一定产生机械波。(　　) (2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时开始运动，同时停止运动。 (　　) (3)波源振动停止后，波不能继续传播。(　　) (4)波在传播振动的同时，也将波源的能量传递出去。(　　) × × × √ 辨析 1.某绳波形成过程的示意图如图所示，质点1在外力作用下沿垂直直线方向做简谐运动，带动其余质点依次上下振动，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8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？画出此时的波形。 (2)t=时，质点8、12、16的运动状态如何？画出此时的波形。 例题 (1)t各质点在t=、t=的情况，分别如图甲、乙所示。 由图甲可知，t=时，质点8正在向上运动，质点12、16未运动。 (2)由图乙可知，t=时，质点8正在向下运动，质点12正在向上运动，质点16未运动。 02 波的分类 观察质点的振动方向和波的传播方向之间的关系 1．质点的振动方向与波的传播方向垂直 2．质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上 横波 纵波 振动方向 波的传播方向 波的传播方向 振动方向 观察与思考 横波 ① 特征： ② 波形特点： 凹凸相间的波纹 ③ 波峰与波谷： 凹下部分的最低点叫波谷 质点的振动方向与波的传播方向垂直 凸起部分的最高点叫做波峰 波传播方向 质点振动方向 质点振动方向 核心知识 ①特征： 质点分布较稀的部分叫疏部，质点分布较密的部分叫密部。 ②波形特点： 质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。 疏密相间。 ③密部和疏部： 纵波 核心知识 常见的机械波 (1)绳波——横波 (2)推拉弹簧形成的波——纵波 (3)空气中产生的声波——纵波 (4)地震波——既有横波，也有纵波 (5)水波——既不是横波，也不是纵波 核心知识 地震波既包含横波，又包含纵波，在震中附近，横波引起地面水平晃动，纵波引起地面上下颠簸。因为纵波在地球内部的传播速度大于横波，所以地震时，人们一般先感觉到上下颠簸，然后才感觉到有很强的水平晃动。横波是地震造成破坏的主要原因。 地震波 核心知识 2.关于机械波中的横波和纵波，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，质点的振动方向与波的传播方向有时会相同 C.形成纵波的质点随波一起迁移 D.空气介质只能传播横波 √ 波的传播方向和质点的振动方向在一条直线上的为纵波，有时相同，有时相反，A项正确； 波的传播方向和质点的振动方向垂直的为横波，B项错误； 质点不会随着波的传播而发生迁移，C项错误； 空气介质只能传播纵波，D项错误。 例题 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同一条直线上 介质 不能在气体和液体介质中传播 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 总结提升 波的形成与传播 波的定义 形成条件 传播特点 机械振动在介质中的传播 波源 介质 前一质点带动后一质点振动，“滞后” 传播振动形式，质点不随波迁移 波是传递能量的一种方式 波的分类 横波 纵波 波峰、波谷 疏部、密部 波的形成和描述（一） 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $null这是发生在2011年3月11日的日本大地震震级达到9.0级，为世界第五大地震，震源达到20千米。此次地震引发的巨大海啸对日本东北部岩手县、宫城县、福岛县等地造成毁灭性破坏，并引发福岛第一核电站核泄漏。2022年3月9日，日本警察厅公布死亡人数为15900人，涉及12个督导县。失踪人数为2523人，涉及六个县。 nullnullnullnull