第三章 1 波的形成（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册学习笔记（人教版）

该高中物理课件聚焦波的形成、横纵波分类及机械波条件，通过绳波实验（抖动观察凸起传播、标记点振动）导入，衔接振动知识，构建从现象到规律的学习支架。 其亮点是以实验探究为基础，结合问题驱动与模型建构，如绳波观察培养科学探究能力，“带动法”判断质点方向体现科学思维，明确机械波传播特点强化物理观念。实例丰富如地震波分析，助学生理解应用，教师可直接用结构化内容提升教学效率。

波的形成 1 第 三 章 1.通过观察绳波的产生和传播，认识波的形成过程，会用带动法判断质点的运动方向(重难点)。 2.通过对绳波和弹簧波的现象进行分析，知道横波和纵波的概念(重点)。 3.通过不同介质中波的传播现象，知道机械波的概念和形成机械波的条件，会根据波的传播特点分析解决有关问题(重点)。 学习目标 内容索引 课时对点练 一、波的形成 二、横波和纵波 三、机械波 < 一 > 波的形成 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)如图(a)、(b)所示，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？ 答案　手向左抖动一次，有个向左的凸起向远处传播。手向右抖动一次，有个向右的凸起向远处传播。 (2)如图(c)所示，手连续左右抖动，你看到了什么现象？ 答案　凸凹相间的形状沿绳向另一端传播。 (3)绳上有标记的两点是怎样运动的？随波前进吗？ 答案　标记点在水平面上左右振动，不随波前进。 1.波： 的传播称为 ，简称波。 2.波的形成 (1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个 的质点，这些质点之间存在着 的作用。 (2)当手握绳端上下振动时，绳端 相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又带动更远一些的质点……绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点 一些开始振动，绳端这种______________ 就沿绳子传出去。 梳理与总结 振动 波动 相连 弹性力 带动 上下振动的状态 迟 1.绳上各质点开始振动时的方向(起振方向)与波源起振方向有什么关系？振动后属于哪种振动？其振动频率与波源的频率有什么关系？ 梳理与总结 答案　绳上各质点的起振方向与波源起振方向相同。各点做受迫振动，其振动频率与波源频率相同。 2.波源振动停止后，波还能继续传播吗？ 答案　波源停止振动后，波仍能继续传播。 　(来自教材改编)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1 (1)t＝时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ 答案　见解析 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。 (2)画出t＝时的波形，并说明质点6、10、14的运动状态。 答案　见解析 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。 返回 < 二 > 横波和纵波 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？ 绳波 推拉弹簧形成的波 答案　绳波中各质点的振动方向与波的传播方向相互垂直；推拉弹簧形成的波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。 1.波的分类： (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向 的波。在横波中，凸起的最高处叫作 ，凹下的最低处叫作 。 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向 的波。在纵波中，质点分布最密的位置叫作 ，质点分布最疏的位置叫作 。 说明：波的类型并非仅有横波和纵波，还存在其他类型的波。 2.发声体振动时在空气中产生的声波是 。声波不仅能在空气中传播，也能在 、 中传播。 梳理与总结 相互垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部 纵波 液体 固体 　关于横波和纵波，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 例2 √ 波的传播方向和质点的振动方向在一条直线上的为纵波，纵波质点的振动方向和波的传播方向有时相同，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； 横波不能靠空气传播，空气只能传播纵波，D项错误。 返回 < 三 > 机械波 1.介质 (1)定义：波借以 的物质。 (2)特点：组成介质的质点之间有 ，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。 2.机械波 (1)机械振动在 中传播，形成了机械波。 (2)机械波产生的条件是同时存在 和 。 传播 相互作用 介质 振源 介质 3.机械波的特点 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是 。 (2)波是传递 的一种方式。 (3)波可以传递 。 4.常见的机械波 (1)绳波——横波 (2)推拉弹簧形成的波——纵波 振动这种运动形式 能量 信息 (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 说明：水波的运动形成比较复杂，有时近似看成横波。 　(来自教材改编)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)请判断此机械波的类型。 例3 各质点的振动方向与传播方向相互垂直，是横波。 答案　横波 (2)判断图示时刻Q质点的振动方向。 P点为波源，Q点在右侧质点的带动下将向上振动。 答案　向上 (3)P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个 方向运动的？ 由(2)可知，当波恰好传到Q点时，Q点起振方向向上，故波源P点从平衡位置开始振动时的方向也向上。 答案　向上 (4)此波的形成是否是P质点移动到Q质点形成的？ 机械波只是传播振动形式，质点并不随波迁移。 答案　不是 　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4 √ 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，并跟随着近的质点振动，D跟随C向上运动，F跟随E向下运动，同理可知A向下运动，由此可知选项B、C错误； 介质中的质点不随波迁移，由于此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，选项A错误，D正确。 拓展　某时刻绳子波形如例4所示的形状(传播方向未知)，若质点E此刻正向上运动，试判断该波的传播方向。 质点E在右侧相邻质点的带动下向上运动，波源在右侧，波向左传播。 答案　向左传播 振动方向和传播方向的判断——“带动法” 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 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。 返回 < 四 > 课时对点练 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 A B A BD C D A 题号 8 9 10 11 12 答案 A C A BC D 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 考点一　波的形成 1.(2024·无锡市高二期末)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， 基础对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 下列说法中正确的是 A.质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，每个质点均做简谐运动 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.绳上的不同质点开始振动时的方向是不同的 D.波沿绳方向匀速传播，故每个质点的动能保持不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 前一质点带动后一质点，后一质点重复前一质点的振动，每个质点都做受迫振动，质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，每个质点均做简谐运动，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正确，C错误； 质点只能在平衡位置附近振动，不能沿绳传播，故B错误； 每个质点在平衡位置附近振动，速度变化，则动能变化，故D错误。 12 2.如图所示，运动会上团体操表演“波浪”。一组学生手挽手排成一行，左边第一位同学开始周期性的下蹲、起立。后边的同学重复他的动作，形成往前传播的“波浪”，下列说法正确的是 A.“波浪”向左传播 B.图中A同学正在往下蹲 C.每个学生的位置都向右移动 D.后边所有的同学同时重复左边第一位同学的动作 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 左边第一位同学开始周期性的下蹲、起立相当于波源，则“波浪”应向右传播，故A错误； 根据后面质点的振动重复前面质点的振动，“波浪”向右传播，题图中A同学正在往下蹲，故B正确； 每个学生只是向右传播了振动形式，而每个学生还是在平衡位置下蹲、起立，故C错误； 波源最先起振，后边所有的同学延后重复左边第一位同学的动作，故D错误。 12 考点二　横波和纵波 3.下列关于横波的说法中，正确的是 A.横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直 B.横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向在同一直线上 C.横波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动 D.能形成波峰、波谷的波一定是横波 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 √ 12 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，故A正确，B错误； 横波中各质点的振动方向与其传播方向垂直，波在水平方向向右传播时，质点振动方向与其垂直，不一定上下振动，也可能前后振动，故C错误； 有波峰和波谷，但波的传播方向不一定与质点的振动方向垂直，如水波，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 4.(多选)(2024·邵东市创新高级中学高二期中)下列有关横波与纵波的说法正确的是 A.沿水平方向传播的波为横波 B.纵波可以在固态、液态、气态介质中传播 C.纵波与横波不可以同时在同一介质中传播 D.凡是振动方向与波传播方向在同一条直线上的波都是纵波 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波为横波，故A正确，B错误； 横波中各质点的振动方向与其传播方向垂直，波在水平方向向右传播时，质点振动方向与其垂直，不一定上下振动，也可能前后振动，故C错误； 有波峰和波谷，但波的传播方向不一定与质点的振动方向垂直，如水波，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 5.地震波既有纵波也有横波，若某地区地震时纵波的传播速度大于横波的传播速度，则震源正上方的房屋 A.同时上下振动和左右摇动 B.先左右摇动后上下振动 C.先上下振动后左右摇动 D.只上下振动 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 纵波振动方向与波的传播方向一致，横波振动方向与波的传播方向相互垂直，由于纵波传播得快，地震发生时纵波先到达震源正上方的房屋，房屋先上下振动后左右摇动。故选C。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 考点三　机械波 6.(2024·甘孜州高二期中)关于振动和波的关系，下列说法正确的是 A.物体做机械振动，一定会产生机械波 B.如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 C.介质中有机械波传播，其中质点不一定在做机械振动 D.介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 物体做机械振动，不一定会产生机械波；介质中有机械波传播，其中质点一定在做机械振动，故A、C错误； 如果波源停止振动，在介质中传播的波动并不会立即停止，故B错误； 介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 7.一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，最多只能在湖面上做上下振动 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 √ 波传播的是振动这种形式，各质点在各自平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，B、C、D错误，A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 8.振源A带动细绳上下振动，某时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点向上运动的方向为位移x的正方向，从波传播到细绳上的P点开始计时，下列四幅图像中能表示P点振动图像的是 √ 由细绳上形成的波形可知，波向右传播，由“带动法”知开始计时时P点在平衡位置且将向下振动，故A正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 由于波向右传播，根据前面质点的振动带动后面质点的振动，可知质点a、b向下振动，质点c向上振动，并且质点a恰好通过平衡位置，速率最大。故选C。 9.(2024·黄冈市育才高级中学高二月考)用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波。某时刻波形如图，其中a、b、c是绳上的三个质点，则此刻 A.a向上振动 B.c向下振动 C.a速率最大 D.b速率最大 √ 能力综合练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 10.(2024·太原市高二期末)体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成机械波，某一时刻彩带的形状如图所示。彩带重力不计，下列选项正确的是 A.图中彩带上的质点a正在向下运动 B.彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a C.短杆与彩带的接触点在竖直方向做匀速运动 D.由于短杆在竖直方向振动，所以该机械波为纵波 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 题图中波向右传播，波源在左侧，根据“带动法”可知，彩带上的质点a正在向下运动，选项A正确； 机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不会随波迁移，选项B错误； 短杆与彩带的接触点在竖直方向做简谐运动，选项C错误； 由于短杆在竖直方向振动，波向右传播，波源振动方向与传播方向垂直，所以该机械波为横波，选项D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 11.(多选)如图甲所示，小孩握住轻绳左端以T为周期持续上下抖动绳子，在绳上产生一段绳波。绳上每隔0.2 m标记一个点，记为1、2、3…，质点1在手作 用下在竖直方向带动2、3、4…各个质点依次上下振动，0、时刻各质点位置 如图乙、丙所示，下列说法正确的是 A.一段时间后，小孩停止上下抖动，绳子上的波马上 消失 B.时刻质点4带动质点5向下起振 C.由图丙时刻再经过质点9运动到平衡位置向上振动 D.此绳波向右传播，能量和运动形式自左向右传播， 所以质点5随波谷向右传播 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12 一段时间后，小孩停止上下抖动，波源不再使绳子产生新的波动，但已经形成的波还会继续向右传播，不会马上消失，故A错误； 由题图丙可知时刻质点9向下起振，而沿波的传播方向上所有质点起振方向相同，且易知时刻波刚好传播到质点5，所以质点5在质点4带动下向下起振，故B正确； 由题图丙时刻再经过质点9运动到平衡位置向上振动，故C正确； 此绳波向右传播，能量和运动形式自左向右传播，但质点5只在其平衡位置附近振动，不会随波谷向右传播，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12.(2024·芜湖市高二期中)已知地震波分三种：横波(S波)，波速vS=4.5 km/s；纵波(P波)，波速vP=9 km/s；面波(L波)，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速vL<vS。某地震观测台记录到的地震曲线，如图所示。下列说法正确的是 A.地震波传播不需要介质 B.地震曲线中a为横波(S波) C.地震曲线中b的传播方向和振动方向一致 D.若在地震曲线上测得纵波(P波)与横波(S波)的时间差为6 s，则地震观测 台距震源约为54 km 尖子生选练 12 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 地震波是机械波，传播需要介质，选项A错误； 纵波(P波)传播速度最大，首先传到地面，则地震曲线中a为纵波(P波)，选项B错误； 地震曲线中b为横波，传播方向和振动方向垂直，选项C错误； 若在地震曲线上测得纵波(P波)与横波(S波)的时间差为6 s，即-=6 s，解得地震观测台距震源约为x=54 km，选项D正确。 返回 12 本课结束 第 三 章 $