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

这就是被称为海滩头号夺命杀手的离岸流，且出现时不会引起人注意。直到当你发现怎么都无法游回到岸边时，却已经深陷离暗流之中了。离岸流又称为列流逝，一股具有迷惑性且狭窄而强劲的水流。它通常可以在人毫无防备的情况下出现在浅水区或岸边附近。当海浪冲击到岸边遇到阻碍进行回流时，在后面海浪的冲击下就会形成一股狭窄而强劲的水流，这就是所谓的离岸流。离岸流通常以垂直或接近垂直于海岸的方向向外海流去，且发生时表面平静且看起来几乎没有什么海浪，但实际在水流之下却是一股非常强劲的水流，其流速最快可达到每秒2.5米。一旦有人不幸被卷入离岸流中，哪怕你是在强健的游泳冠军，也会被速度极快的离岸流直接拖拽到深水之中，这时无论你如何拼尽力气往回游，基本上都是无济于事，最终只能眼看着自己离岸边越来越远。那如果我们不幸被卷入离岸流，又该如何自救呢？如果发现自己深陷于暗流之中，首先保持冷静，千万不要觉得只要用力逆流就可以游回岸边，这样做只能让你的体力慢慢消耗殆尽，最终被离岸流拉到水面之下，发生溺水。首先，你应该朝着与海岸平行的横向方向来脱离离岸流区域。如果无法做到横向游开，那就试着使身体放松下来，随波逐流来保存体力。等你被拉到水流减弱的区域后，这时就赶紧再次朝着与海岸平行的方向游去，摆脱离岸流的区域，最后再游回岸边。 nullnullnull第3章 机械波 Physics 认识常见的波动现象，了解波动的普遍性，知道波是振动的传播 01 02 03 知道机械波的产生条件和传播特点，会用“带动法”判断质点的运动方向 会从形态上区别横波、纵波，知道横波与纵波的定义 重难点 重点 01 机械波的传播 我们已经学过的运动形式有哪些？ 直线运动、曲线运动、机械振动 生活中还会见到这样的运动形式 水面的涟漪 绳的起伏运动 这些各具形态的现象有什么特点？ 舞台的扇浪 情境导入 (1)向右抖动一次：形成 的波形，向另一端传去； 实验现象 波的形成 将一根长软绳的一端栓在椅子上，另一端用手握住，分别观察在下列情况下会出现什么现象：向右抖动一次；向左抖动一次；左右抖动一次；持续左右抖动。 一个凸起 (2)向左抖动一次：形成 的波形，向另一端传去； 一个凹下 一个凹凸相间 (4)持续左右抖动：形成 的波形，向另一端传去； 一列凹凸相间 (3)左右抖动一次：形成 的波形，向另一端传去； 观察与思考 1.机械波的定义 (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.机械波的产生条件 机械振动在媒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。 能传播波的媒介。 【注意】有振动不一定存在波，有波一定存在振动。 波的形成 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？ 点击观看视频 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 点击手部播放演示 质点与质点之间有相互作用力 观察与思考 机械波的传播 A -A Y X 0 t t t t t P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 (1)成因：波源带动相邻质点做 振动，该质点振动后会同样带动其相邻质点，即绳子上每个振动的质点又如 带动下一个质点的运动。 受迫 新的波源 (2)特点： ①机械波传播的是振动的 。 ②波是传递 的一种方式。 ③每个质点只是在 附近做上下振动，并未形成沿机械波传播方向的宏观移动。 运动形式 能量 平衡位置 核心知识 1.绳上各点是不是同时开始振动的？它们振动的频率相同吗？ 答案　不是同时开始振动的，靠近波源的质点先振动起来；由于各质点均做受迫振动，振动的频率都与波源的频率相同。 2.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？ 答案　绳上各点的起振方向与振源起振方向相同。 讨论与交流 (1)振源振动停止后波的传播立刻停止。(　　) (2)振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象。(　　) (3)波的传播速度就是质点移动的速度。(　　) √ × × 辨析 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： 例题 (1)t=时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ 各质点在t=时的情况如图甲所示： 由图甲可知，t=时，质点6正在向上运动，质点10、14未运动。 例题 (2)画出t=时的波形，并说明质点6、10、14的运动状态。 t=T时的波形如图乙所示，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动。 例题 机械波的形成过程 总结提升 2.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。 向上 (2)P质点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？ 向上 (3)此波的形成是否是P质点移动到Q质点形成的？ 不是 例题 (1) P质点为波源，Q质点在右侧质点的带动下将向上振动。 (2)由(1)可知，当波恰好传到Q质点时，Q质点起振方向向上，故波源P质点从平衡位置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。 拓展1　绳波在某时刻的形状如图所示，若O是波源，则此刻A点向什么方向运动？若O'是波源，则此刻A点向什么方向运动？ 答案　向上　向下 拓展2　某时刻一列波的形状如图所示，此刻质点a正在向上运动，试判断此刻质点b的运动方向。 答案　向下 拓展 拓展1　若O点为波源，A点左侧的质点将带动A质点向上运动；若O'是波源，A点右侧的质点将带动A质点向下运动。 拓展2　由于此刻质点a在前一个质点的带动下正在向上运动，可知波源在质点a的左侧，因此该列波由左向右传播，质点b在左侧质点的带动下将向下运动。 振动方向和传播方向的判断——“带动法” (1)已知传播方向判断振动方向：在质点P靠近波源一方附近的波形上另找一点P'，P'为先振动的质点，若P'在P 上方，则P向上运动，若P'在P下方，则P向下运动，如图所示。 (2)已知振动方向判断传播方向：若质点向上振动，则在波形上P点附近上方找一个点P'；若质点向下振动，则在波形上P点附近下方找一个点P'，P'比P更靠近波源，从而判断波的传播方向。 总结提升 3.一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 √ 例题 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，质点A向下运动，质点B、C、D向上运动，质点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，选项A、B、C错误； 由于此时质点B和质点C都向上运动，所以质点B比质点C先到达离平衡位置最远处，并先回到平衡位置，选项D正确。 02 横波与纵波 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 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 观察绳波和推拉弹簧形成的波，判断这两种波在传播的过程中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？ 点击图片播放演示 点击图片播放演示 观察与思考 横波 ① 特征： ② 波形特点： 凹凸相间的波纹 质点的振动方向与波的传播方向垂直 振动方向 波的传播方向 说明：机械波中的横波只能在固体介质中传播 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。 ③波形特点： 质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。 在波动中交替产生疏部和密部且不断地向前传播 ②密部和疏部： 纵波 波的传播方向 振动方向 说明：纵波在固体、液体和气体介质中均能传播 核心知识 几种常见的波 绳波是横波 空气中产生的声波是纵波 核心知识 地震波中既有横波，又有纵波。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 水波既不是横波也不是纵波 核心知识 资料活页 离岸流 4.有关纵波与横波，下列说法中正确的是 A.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B.对于横波，质点的振动方向与波的传播方向垂直 C.纵波中的质点可以随波迁移，而横波中的质点不能 D.横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播 √ 例题 纵波质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，可能相同，也可能相反，故A错误； 横波质点的振动方向和波的传播方向垂直，故B正确； 不管是横波还是纵波，质点只在其平衡位置附近振动，并不随波迁移，故C错误； 横波只能在固体中传播，而纵波可以在固体、液体和气体中传播，故D错误。 机械波的产生和传播 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 振动方向与传播方向垂直 振动方向与传播方向在一条直线 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $nullnull