3.1机械波的形成和传播 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

nullnullnullnull第三章 机械波 High school physics 学习目标 知道横波和纵波的概念，能够区别横波和纵波。 通过观察波的产生和传播，认识波的形成过程，知道机械波的产生条件和传播特点。 02 01 重难点 机械波的形成和传播 01 艺术体操的带操表演 公司logo 公司logo 情境导入 准备一根长约10 m的软绳并放置在水平面上，将绳上的两点做上不同颜色的标记。固定一端，用手握住绳的另 一端，拉直软绳。 (1)手向左抖动一次和向右抖动一次，并立即复原，你看到了什么现象？ 左抖一次，有个向左的凸起向远处传播。右抖一次，有个向右的凸起向远处传播。 向左 向右 公司logo 公司logo 观察与思考 (2)手连续左右抖动，你看到了什么现象？ 凸凹相间的形状沿绳向另一端传播。 (3)绳上有标记的红色质点是怎样运动的？随波前进吗？ 标记点在水平面上左右振动，不随波前进。 左右抖动 （点击小手） 公司logo 公司logo 观察与思考 设想把绳分成很多小段 各小段可以看作质点 质点之间有弹力作用 建立绳的质点模型 1.绳波的形成 公司logo 公司logo 核心知识 6 5 4 3 2 1 0 7 8 9 10 t = 0 t = 当手抖动绳的一端，紧靠这一端的质点向上运动时，它就会带动相邻的质点向上运动。 这个质点又带动更远一些的质点，依次传递下去。 t = t = t = t = 公司logo 公司logo 核心知识 振动状态在绳上的传播就形成了波。 每一个质点都在重复绳端的振动，后一个质点的运动状态总是滞后于前一个质点的运动状态。 6 5 4 3 2 1 0 7 8 9 10 t = 0 t = t = t = t = t = 公司logo 公司logo 核心知识 2.机械波 机械振动在介质中传播就形成了机械波。 产生条件 定义 ①波源 ②要有传播振动的介质 说明 介质：能够传播振动的物质。 波源：产生初始振动的部分通常叫作波源。 公司logo 公司logo 核心知识 3.机械波的特点 ①机械波是机械振动这一运动形式的传播，介质本身并没有沿着波的方向发生迁移。 ②波可以传递能量。 ③波可以传递信息。 公司logo 公司logo 核心知识 1.绳上各质点开始振动的方向(起振方向)与波源的起振方向有什么关系？绳上各质点的振动与波源的振动有什么关系？ 答案　绳上各点的起振方向与波源的起振方向相同。每一个质点都在重复波源的振动，即各质点开始振动的方向、振动的性质、频率、振幅都与波源相同。 2.波源振动停止后，波还能继续传播吗？ 答案　能够继续传播。 公司logo 公司logo 讨论交流 12 1.(2024·成都市高二月考)关于振动和波，下列说法正确的是 A.如果波源停止振动，介质中所有质点也立即停止振动 B.波动的过程是介质中的质点由近及远的传播过程 C.有振动一定有波，但有波不一定有振动 D.波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程 √ 例题 波传播的是振动的形式和能量，波的传播过程中，若波源停止振动，波的能量没有消失，波的传播不会立即停止，故A错误； 要想产生波，必须有波源和介质，若没介质则不会形成波，故有波必有振动，但有振动不一定有波，故C错误； 波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程，质点不随波的传播而迁移，故B错误，D正确。 2.(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做简谐运动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成机械波，由波的形成及图可知，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 √ √ 例题 绳上的质点都做受迫振动，各质点的振动周期与波源的周期都相同，所以质点2是通过质点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，不能在水平方向做匀速运动，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，合外力不为零，故每个质点的机械能不守恒，故D错误。 例题 2.振动和波动的联系 1.波动过程中介质中各质点的运动特点 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同： ☆先振动的质点带动后振动的质点； ☆后振动的质点重复前面质点的振动； ☆后振动的质点的振动状态滞后于先振动的质点的振动状态。 带动、重复、滞后 ☆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。 ☆波动中各质点振动的性质、频率和振幅与波源相同。 公司logo 公司logo 总结提升 横波与纵波 02 互相垂直 同一直线上 公司logo 公司logo 情境导入 横波 质点的振动方向与波的传播方向垂直 2.波形特点 3.传播介质 1.特征 凹凸相间的波纹 凸起部分最高点叫做波峰；凹下部分最低点叫波谷 只能在固体介质中传播 公司logo 公司logo 核心知识 纵波 质点的振动方向与波的传播方向平行。 2.波形特点 3.传播介质 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。 在固体、液体和气体中均能传播 公司logo 公司logo 核心知识 几种常见的机械波 绳波是横波 地震波、沿水面传播的水面波中既有横波，又有纵波 声波是纵波 公司logo 公司logo 核心知识 3.(2024·攀枝花市高二月考)关于横波和纵波，下列说法不正确的是 A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波 B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波 C.横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部 D.地震波是横波，声波是纵波 √ 例题 根据横波和纵波的概念，质点振动方向与波的传播方向垂直的为横波，沿同一直线的为纵波，并不是上下振动与水平振动的问题，所以选项A、B错误，C正确； 质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，并不能说明是沿同一直线，故选项D错误。 例题 　 关于横波和纵波，下列说法正确的是 A.对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B.对于纵波，质点的运动方向与波的传播方向一定相同 C.形成纵波的质点，随波一起迁移 D.空气介质只能传播纵波 √ 针对训练 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波，质点的振动方向与波的传播方向平行的波是纵波，只有纵波才满足质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反，故A、B错误； 机械波上的质点只能在平衡位置附近振动，不能随波迁移，故C错误； 由于空气分子间距离较大，无法相互带动，所以横波不能在空气中传播，空气只能传播纵波，故D正确。 机械波的形成和传播 波的分类 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、信息的一种方式 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直 纵波：质点振动方向与波的传播方向平行 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com $在平静的水面投入一块石头，会激起水波荡漾，拨动琴弦，振动的琴弦会带动空气形成声波抖动一根柔软的绳子就会看到凹凸相间的绳波那你有没有想过它们是怎么形成的呢？如果没有石头落入水中，水面是平静的，也就没有水波，现在投入一块石头，使得这个位置的水上下震动，带动周围水面形成了水波。很显然，波是需要一个源头的，也就是波源。那有了波源是不是就一定会有波呢？哈哈如果把你丢到月球上演奏吉他，就会发现其他人都听不到，是不是会很伤心？聪明的小伙伴说，这不就是因为没有空气吗？对了，尽管有了吉他这个波源，但是因为没有空气作为介质，声音一样传不出去。所以波波的形成不但要有波源，还要有介质。知道了波格形成的条件，那你知道波厄形成的过程是啥样的吗？没事用慢动作来讲解一下声波的形成。开始时绳子静止，所有支点都在平衡位置相邻，支点存在弹力。当波源最先向上运动时会带动支点2，向上运动质点2，又带动与之相连的质点3。经过4分之1周期，波源到达最大位移，此时震动传到了质点4，它开始向上运动。就这样，经过一个周期后，波源回到了平衡位置，波传播到了质点13的位置。不难看出，任意一个质点被前一个质点所带动，依次传递运动形式，这就形成了波。通过这个模型很容易就能看出来波是向右传播的。如果把其中一个质点标上颜色，再让波继续振动，就会发现这个质点只是在自己的位置往复运动，其实它和波源的振动形式是一样的，所以波传播的是振动形式和能量，而质点不会随波迁移。 nullnullnull