3.1 波的形成 学案-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理导学案聚焦机械波的形成，引导学生理解波的形成条件及过程，通过绳波实例分析质点振动与波传播的关系，搭建从质点振动到波动传播的学习支架，明确横波、纵波的定义及特征。 资料通过对比表格梳理横波纵波差异，结合典例分析质点运动状态，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力，当堂达标题联系生活实例，强化物理观念中的运动与相互作用观念，助力学生自主学习与能力提升。

第1节 波的形成 学案 学习目标： 1.知道机械波的形成条件及过程. 2.理解什么是机械波，确认波是传播振动形式和传递能量的一种方式． 3.知道什么是横波、波峰和波谷. 4.知道什么是纵波、密部和疏部． 知识梳理： 一、波的形成 1．波的形成 以绳波为例： 可以将绳分成许多小段，每一段都可以看成质点，相邻质点间有相互作用，当振源质点振动时，会带动相邻质点振动，这一质点又会带动下一质点振动，后面质点的运动重复前面质点的运动，于是在绳上形成波． 2．波的定义：振动的传播称为波动，简称波． 二、横波和纵波 机械波可分为横波和纵波两类，其波形及描述对比如下： 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垂直的波 ①波峰：凸起的最高处 ②波谷：凹下的最低处 纵波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 ①密部：质点分布最密的位置 ②疏部：质点分布最疏的位置 三、机械波 1．介质 (1)定义：绳、弹簧、水、空气等波借以传播的物质． (2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动． 2．形成 机械振动在介质中传播，形成机械波． 3．传递的三个特点 (1)介质中的机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只有振动这种运动形式． (2)波是传递能量的一种方式． (3)波可以传递信息． 重、难点理解： 一．机械波的形成和传播特点 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振动周期相同． (3)步调：离波源越远，质点振动越滞后． (4)立场：各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波迁移，且起振方向与振源的起振方向相同． (5)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． 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8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？ [解析]　各质点在各时刻的情况，如图甲、乙所示． (1)由甲图可知，t＝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＝时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动． 二．横波和纵波的对比分析 横波和纵波的比较 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 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 典例２：区分横波和纵波的依据是(　　) A．质点沿水平方向还是沿竖直方向振动 B．波沿水平方向还是沿竖直方向传播 C．质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还是在一条直线上 D．质点振动的快慢 [解析]　横波与纵波在教材中唯一一个分类的标准是看质点振动方向和波传播方向的关系，若互相垂直，为横波，若在一条直线上，为纵波，C正确． [答案]　C 典例3：一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是(　　) A．波中的各个质点都在由西向东运动 B．波中的各个质点一定沿水平方向振动 C．波中的各个质点一定沿竖直方向振动 D．以上说法都错误 解析：选D．横波中质点的振动方向和传播方向垂直，各质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，而对于一列横波来说，其各个质点可以在与传播方向垂直的平面内的任何方向振动，A、B、C错误，D正确． 当堂达标： 1．(机械波的形成和传播)关于机械波，下列说法中正确的是(　　) A．介质中有机械波传播时，介质本身随波一起传播 B．物体做机械振动，一定产生机械波 C．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止 D．波既能传递能量，又能传递信息 2．(机械波的传播)枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船．”其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是(　　) A．大钟的回声 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” D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动 3．(横波和纵波)地震波中的横波和纵波的传播速率分别约为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．地震中，假定震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则下列说法正确的是(　　) 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 4．(机械波的形成)如图所示，为波沿着一条固定的绳子向右刚传播到B点的波形，由图可判断出A点刚开始的振动方向是(　　) A．向左　　　　　　　　　 B．向右 C．向下 D．向上 参考答案： 1.解析：选D．波传播时，介质并不随波传播，A错误；波的形成需满足两个条件：波源和传播介质，B错误；波源停止振动，波还会继续传播，C错误；我们用语言进行交流，就是利用声波传递信息，D正确． 2.解析：选B．停止对大钟的撞击后，大钟做阻尼振动，仍在空气中形成声波；随着能量的减弱，钟声逐渐消失． 3.解析：选A．纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据－＝5 s，解得x＝36 km，故A正确，B、C、D错误． 4.解析：选D．由于波刚刚传到B点，所以B点此时的振动方向就是波源的起振方向，由图根据波的传播与质点振动的关系可以知道，B点此时正向上振动，所以A点刚开始的振动方向向上，D正确． 学科网（北京）股份有限公司 $