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必修第一册

该高中物理课件聚焦机械波的产生与传播，系统讲解机械波的产生条件、传播特点、横波与纵波的区别及质点振动方向判断方法。通过软绳抖动、弹簧振动等情境导学实验，以提问引导观察（如手不振动时绳子状态、连续抖动形成波形等），搭建从实验现象到抽象概念的学习支架，衔接机械波产生、传播到横纵波分类的知识脉络。 其亮点在于以情境导学落实科学探究，通过软绳、弹簧实验让学生直观感知波的形成，培养观察与推理能力。知识整合中明确机械波传播振动形式和能量，强化运动与相互作用、能量观念（物理观念），“带动法”判断质点方向等例题训练，提升科学推理能力（科学思维）。对学生而言，实验与实例结合加深理解，对教师则提供结构化资源，助力高效教学。

第一节　 机械波的产生和传播 第三章　 机械波 1.能对波动现象进行分析和推理,认识波的形成过程,培养科学思维.2.知道机械波的产生条件,知道什么是横波、纵波.3.认识波是振动的传播形式,知道波在传播振动形式、能量和信息,强化物质运动的物理观念. [学习目标]　 知识点一　机械波的产生和传播 「情境导学」 如图所示,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)如果手不做左右振动,绳子处于什么状态? 提示:(1)静止状态. (2)手分别向左和向右各抖动一次,并立即复原,你看到了什么现象? 提示:(2)绳子向左抖动一次,在绳子上向左形成一个凸起的波形,并向另一端传去;向右抖动一次,在绳子上形成向右凸起的波形,并向另一端传去. (3)手连续左右抖动,你看到了什么现象? 提示:(3)会在绳子上形成一列凹凸相间的波形,并向另一端传去. (4)绳上有标记的两点怎样运动?随波前进吗?软绳一端的振动是怎样传到绳的另一端的? 提示:(4)绳上标记的两点重复手的振动,绳上标记的两点并不随波前进,软绳前边的质点带动后边的质点振动. 「知识整合」 1.认识机械波 (1)机械波:机械振动在 中的传播. (2)机械波产生的条件. ①波源:产生机械波的 . ②介质:传播机械振动的媒介. 媒介 振动源 2.机械波的传播 (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做受迫振动,即绳子上每个振动的质点又如 带动下一个质点的运动. (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. 受迫 新的波源 运动形式 能量 平衡位置 3.波动过程中各质点的运动特点 (1)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. (2)各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同. (3)不考虑能量损失时,各质点振动的振幅相同. 正误辨析 (1)有振动就一定有机械波.(　 　) (2)振源振动停止后波的传播立刻停止.(　 　) (3)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.(　 　) (4)波的传播速度就是质点移动的速度.(　 　) (5)各质点开始振动的方向(起振方向)与波源起振的方向有可能不一致.(　 ) × √ × × × 【答案】 见解析 【答案】 见解析 振动和波动的区别与联系 ·归纳总结· 区别与联系 振动 波动 区别 研究 对象 往复运动,研究的是单个质点的“个体行为” 研究的是大量质点的“群体行为” 力的 来源 可以由作用在物体上的各种性质的力提供 联系各质点的弹力 运动 性质 质点做变加速运动 在同一种均匀介质中是匀速向前传播的 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,但有振动不一定有波动。 (2)波动的性质、频率和振幅都与波源相同 [例2] (振动与波)如图所示是以质点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. 【答案】 (1)向上 【解析】 (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)P质点从平衡位置刚开始振动时,是朝着哪个方向运动的? 【答案】 (2)向上 【解析】 (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)此波是否是P质点移动到Q质点形成的? 【答案】 (3)不是 【解析】 (3)机械波只是传播振动形式,质点并不随波迁移. [训练1] (2025·广东期末)一学生看见平静的湖面上漂浮着一小块泡沫,想把它拾起来扔到垃圾桶,于是向湖中投入一石块,在湖面上激起水波.关于泡沫的运动情况,下列说法正确的是(　　) [A] 泡沫不能被波浪推动,最多只能在湖面上上下振动 [B] 投入的石块质量越大,波浪越容易将泡沫推至岸边 [C] 不知泡沫离波源的远近如何,无法确定泡沫的运动情况 [D] 因“随波逐流”,波浪会将泡沫推至岸边 A 【解析】 波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置附近上下振动,并不随波迁移,B、C、D错误,A正确. 知识点二　横波与纵波 如图甲所示,用手分别沿着竖直方向、水平方向抖动一端拴在树上的绳子,形成两列凹凸相间的波形;如图乙所示,弹簧的右端固定,手握轻弹簧的左端左右有规律地振动,弹簧便形成疏密相间的波形. 「情境导学」 (1)图甲中绳子的振动方向与其形成的波的传播方向有什么关系? 提示:(1)垂直. (2)图乙中弹簧振动方向与其形成的波的传播方向有什么关系? 提示:(2)在同一直线上. (3)为了区别图甲与图乙中的两种波,如何描述它们? 提示:(3)题图甲中的波称为横波,题图乙中的波称为纵波. 「知识整合」 横波和纵波的比较 项目 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 . 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 垂直 说明:(1)绳波为横波,声波为纵波. (2)有些波既有横波,也有纵波.例如:地震波. [例3] (对横波和纵波的理解)(2025·广东深圳期末)关于横波和纵波,下列说法正确的是(　 　) [A] 对于横波,质点的振动方向与波的传播方向不一定垂直 [B] 振源上下振动形成的波为横波 [C] 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 [D] 空气中只能传播横波 C 【解析】 横波的特征是质点的振动方向与波的传播方向垂直,A错误;并非上下振动产生的波就是横波,如上下振动且上下传播的波是纵波,B错误;纵波中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,方向有时相同,有时相反,C正确;横波不能靠空气传播,空气中只能传播纵波,D错误. 知识点三　“带动法”判断质点的振动方向 1.“带动法”原理:先振动的质点带动邻近的后振动的质点. 2.判断方法: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. 「知识整合」 [例4] (质点振动方向的判断)(多选)(2025·广东茂名月考)艺术体操中的“带操”表演中,运动员手持细棒抖动彩带的一端,彩带像波浪般翻卷.这是波在彩带上传播的结果.如图所示为“带操”表演中某时刻的照片,已知细棒在竖直方向抖动,P为彩带上的一个质点,若认为该波是向右传播的机械波,则下列说法正确的有(　 　) [A] 图示时刻,质点P正在向右运动 [B] 质点P的振动频率等于细棒抖动的频率 [C] 图示时刻,质点P正在向下运动 [D] 图示时刻,质点P正在向上运动 BD 【解析】 质点不随波迁移,A错误;质点的振动频率与振源频率相等,B正确;由于波向右传播,根据“带动法”可得,质点P正在向上运动,C错误,D正确. [训练2] (2025·广东深圳月考)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 D 【解析】 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先到达最大位移处,并先回到平衡位置,选项D正确. 感谢观看 [例1] (机械波的产生和传播)(2025·广东江门段考)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t1=0时,质点1开始向上运动,t2=时,1到达最上方,4开始向上运动.问: (1)t3=时,质点4、6、10的运动状态(是否运动、运动方向)如何? 【解析】 (1)各质点在t3=时的运动情况如图甲所示, 质点4到达最上方,质点6正在向上运动,质点10尚未运动. (2)画出t4=时的波形图,并说明质点4、6、10的运动状态. 【解析】 (2)t4=时的波形图如图乙所示,质点4、6正在向下运动,质点10开始向上运动. $