3.1 波的形成(PPT课件)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册配套课件（人教版）

1 波的形成 1 学习任务一 对波的形成的理解 学习任务二 对横波和纵波的理解 学习任务三 机械波 随堂巩固 ◆ ◆ 新课探究 课后习题 2 学习任务一 对波的形成的理解 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空. 1.波动:______的传播称为波动,简称波. 振动 2.观察绳波的产生和传播 (1)一条绳子可以分成一个个小段,一个个小段可以看作一个个相连的质点,这些 质点之间存在着弹性力的作用. (2)当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻的质点,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 质点迟一些开始振动. 学习任务一 3 例1 一列横波沿一条长绳传播,当波源突然停止振动时,其余质点的振动情况是 ( ) A.所有质点都立即停止振动 B.已经振动的质点继续振动,尚未振动的质点不会振动 C.离波源近的质点先停止振动,然后才是离波源远的质点停止振动 D.离波源远的质点先停止振动,然后才是离波源近的质点停止振动 [解析] 波源停止振动时,波仍然向前传播,只是不再产生新的波动,离波源近的质 点先停止振动,离波源远的质点后停止振动,选项C正确. √ 学习任务一 4 变式1 [2025·湖南师大附中高二月考] 一条绳子可以分成一个个小段，每小段都 可以看作一个质点，这些质点之间存在相互作用.如图是某绳波形成过程示意图， 质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4、…依次振动， 把振动从绳的左端传到右端.当 时，质点9刚要开始运动.下列说法中正确 的是( ) A.时，质点4刚开始振动 B. 时，质点9开始向下运动 C.时，质点5的加速度达到最大 D. 时，质点13第一次到达波峰 √ 学习任务一 5 [解析] 时，质点5刚开始振动，故A错误；由同侧法可知， 时，质 点9开始向上运动，故B错误； 时，质点5到达平衡位置向下振动，则此时 质点5的加速度为零，故C错误；时，质点13已经振动了 的时间，第一次 到达波峰，故D正确. 学习任务一 6 学习任务二 对横波和纵波的理解 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空. 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在____________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______. 互相垂直 波峰 波谷 同一直线上 密部 疏部 学习任务二 7 例2 下列关于横波和纵波的说法正确的是( ) A.横波中的质点做的是振动,纵波中的质点是沿波传播的方向运动 B.纵波中的质点做的是振动,横波中的质点是沿波传播的方向运动 C.横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部 D.横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上,纵波中质点的振动方 向与波的传播方向垂直 [解析] 无论是横波还是纵波,在传播的过程中,质点都只在平衡位置附近振动,并 不随波迁移,A、B错误;由横波和纵波的知识可知,D错误,C正确. √ 学习任务二 8 例3 (多选)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.形成纵波的质点随波一起迁移 [解析] 横波的特征就是质点的振动方向与波的传播方向垂直，A正确；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传播方向在同一直线上，方向有时相同，有时相反，C正 确；无论是横波还是纵波，传播的是振动的形式，而质点只在自己的平衡位置 来回振动，并不随波迁移，D错误. √ √ 学习任务二 9 【要点总结】 分类 质点振动和波的传播方向 特征 实例 横波 质点的振动方向与波的传播 方向垂直 交替、间隔出现波峰 和波谷 纵波 质点的振动方向与波的传播 方向在同一条直线上 交替、间隔出现密部 和疏部 学习任务二 10 学习任务三 机械波 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空. 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______质点 的振动. 传播 相互作用 相邻 2.机械波 机械振动在______中传播,形成了机械波. 介质 学习任务三 11 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______这 种运动形式. (2) 波是传递______的一种方式. (3) 波可以传递______. 振动 能量 信息 学习任务三 12 ［科学思维］ 振动和波动的区别与联系 振动 波动 区别 研究 对象 单个质点在平衡位置附近的 往复运动,研究的是单个质点 的“个体行为” 振动在介质中的传播,研究的是大量 质点将波源振动传播的“群体行为” 区别 力的 来源 可以由作用在物体上的各种 性质力提供 介质中各质点间的相互作用力 学习任务三 13 振动 波动 区别 运动 性质 质点在平衡位置附近做非匀 变速运动 在均匀介质中是匀速直线运动 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、频率和振幅都与振源相同 续表 学习任务三 14 例4 关于机械波的形成和传播,下列说法中正确的是 ( ) A.振动是波动的成因,波动是振动的传播 B.一旦波源振动起来,介质中的各个质点也就同时开始振动 C.波动过程是介质中质点由近及远移动的过程 D.横波的传播需要介质,纵波的传播不需要介质 [解析] 振动是波动的成因,波动是振动的传播,故A正确;机械波的形成可表述为 离波源近的质点带动离波源远的质点,故离波源近的质点振动早一些,故B错误;波 动过程是介质中质点振动形式由近及远传播的过程,而质点不随波迁移,故C错误; 机械横波与纵波的传播都需要介质,故D错误. √ 学习任务三 15 变式2 [2026·西北师大附中高二月考] 关于机械波的形成和传播，下列说法中正 确的是( ) A.物体做机械振动，一定产生机械波 B.参与振动的质点振动的频率各不相同 C.机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 D.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后而已 [解析] 只有振动形式在介质中传播，才会形成机械波，故A错误；质点的振动 频率都等于波的频率，都相同，故B错误；波传播过程中，传播的是振动形式 和能量，波在传播的过程中，质点不随波迁移，故C错误；后振动的质点总是 跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后而已，故D正确. √ 学习任务三 16 1.(机械波的形成和传播)[2026·湖北黄冈中学高二月考] 如图所示，一组学生在 玩“人浪”游戏.学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地“下蹲、 起立”，呈现类似波浪的效果.若把“人浪”类比成波，则( ) A.“人浪”是纵波 B.“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式 C.当“人浪”向右传播时，学生随“人浪”向右移动 D.学生“下蹲、起立”的动作越频繁，“人浪”传播的 速度一定越快 √ 随 堂 巩 固 17 [解析] 振动方向与传播方向垂直，则“人浪”是横波，故A错误；“人浪”只传播 运动形式，学生不会“随波逐流”，故B正确，C错误；“人浪”传播的速度与介质 有关，与动作的频繁程度无关，故D错误. 随 堂 巩 固 18 2.(横波和纵波)关于横波与纵波,下列说法中不正确的是( ) A.机械波可分为横波和纵波 B.声波在固体、液体、气体中都能传播 C.在空气中传播的声波是横波 D.在横波中,质点在波谷时动能最小 [解析] 机械波可分为横波和纵波两类,故A正确;声波在固体、液体、气体中都能 传播,故B正确;在空气中传播的声波是纵波,故C错误;在横波中,质点在波谷时速 度为零,动能最小,故D正确. √ 随 堂 巩 固 19 3.(对波的形成的理解)如图所示，0、1、2、…、9为弹性介质中间隔相等的质 点， 时刻，0点从平衡位置开始向上做简谐运动，当0点第1次到达正向最 大位移处时，2点开始振动.下列说法正确的是( ) A.2点开始振动的方向向下 B.经过一段时间，1点运动到5点的位置 C.9点开始振动后，其振动情况与1点完全相同 D.0点的振动频率大于后面所有点的振动频率 √ 随 堂 巩 固 20 [解析] 质点的起振方向与波源的起振方向相同，0点从平衡位置开始向上做简 谐运动，故2点开始振动的方向向上，A错误；质点在竖直方向上振动，1点不 会运动到5点的位置，B错误；当0点第1次到达正向最大位移处时，2点开始振 动，可知0点到2点的相位差为 ，各点间的间隔相等，故9点与1点的相位差为 ，则9点开始振动后，其振动情况与1点完全相同，C正确；机械波在传播的 过程中所有质点的振动频率都与波源的振动频率相同，D错误. 随 堂 巩 固 21 课后习题 22 知识点一 波的形成 1.关于机械振动及机械波说法正确的是( ) A.机械振动的物体在振动过程经过平衡位置时合力为零 B.有机械振动就一定有机械波 C.机械波在传播过程中，介质中的质点随波移动 D.机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 23 [解析] 经过平衡位置时回复力为零，不是合力为零，A错误；有机械振动还需 有介质才会形成机械波，B错误；机械波在传播过程中，介质中质点在各自平 衡位置附近振动，C错误；机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将 波源的能量传递出去，这是波的特性，D正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 2.(多选)关于振动和波的关系，下列说法正确的是( ) A.如果波源停止振动，在介质中传播的波不会立即停止传播 B.发声体在振动时，一定会产生声波 C.波动的过程是介质中的质点由近及远的传播过程 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 [解析] 由于机械波依靠介质传播，如果波源停止振动，在介质中的质点仍在振 动，所以波仍继续传播，故A正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的， 有机械振动不一定有机械波，还必须有传播振动的介质，故B错误；波在介质 中传播，不是质点由近及远的传播过程，而是质点的振动形式及能量由近及远 的传播过程，故C错误，D正确. √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 25 3.(多选)[2026·吉林大学附属中学高二月考] 关于机械振动和机械波，下列说法 正确的是( ) A.机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程 B.单个物体的振动在介质中不会产生波 C.在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移 D.在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动 [解析] 机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程，故A正确； 单个物体可以作为波源，在介质中会产生机械波，故B错误；在波的传播过程 中，介质质点只振动不随波迁移，故C正确；在波的传播过程中，介质质点均 做受迫振动，故D正确. √ √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 26 知识点二 横波与纵波 4.[2026·江苏南通中学高二月考] 下列说法正确的是( ) A.声波是横波 B.横波中质点振动方向与波传播方向相同 C.气体和固体都能传播声音 D.声波不能在真空中传播，在空气中的传播速度比在钢铁中传播速度快 [解析] 声波是纵波，故A错误；横波中质点振动方向与波传播方向垂直，故B错 误；气体和固体都能传播声音，故C正确；声波在真空中是不能传播的，在钢 铁中传播速度比在空气中快，故D错误. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 27 5.(多选)关于质点的振动方向和波的传播方向,下列说法中正确的是( ) A.在横波中二者方向有时相同 B.在横波中二者方向一定不同 C.在纵波中二者方向有时相同 D.在纵波中二者方向一定相同 [解析] 横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直,故二者方向一定不同;纵波 中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,二者方向有时相同,有时相反, 故选项B、C正确. √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 28 6.[2026·江苏苏州中学高二月考] 下面关于横波、纵波的说法中正确的是( ) A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波 B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，故横波、纵波不可 能沿同一方向传播 C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等 D.声波通常是横波，在固体、液体或气体中均可传播 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 29 [解析] 同一波源产生的机械波中可同时具有横波和纵波，如地震波，A正确.虽 然横波与纵波的振动方向与波传播方向的关系不同，但并不妨碍两者沿同一方 向传播，B错误.在同一介质中，横波和纵波的传播速度一般不同，如地震波中 纵波比横波传播得快，C错误.声波通常是纵波，可在固体、液体和气体中传播， D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 30 7.下列关于横波、纵波的说法错误的是( ) A.凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷 B.质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波 C.纵波的波形是疏密相间的，质点分布最密的地方叫密部，分布最疏的地方叫疏部 D.质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波 [解析] 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波，在横波 中，凸起的最高处称为波峰，凹下的最低处称为波谷，故A正确；把质点的振 动方向与波的传播方向在同一直线上的波称作纵波，故B错误，D正确；纵波中 质点分布最密集的地方称为密部，质点分布最稀疏的地方称为疏部，故C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 31 知识点三 机械波 8.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹.在月 球上,两宇航员面对面讲话也无法听到,这是因为( ) A.月球太冷,声音传播太慢 B.月球上没有空气,声音无法传播 C.宇航员不适应月球,声音太小了 D.月球上太嘈杂,声音听不清楚 [解析] 机械波的传播需要介质，由于月球表面无大气层,所以声波无法传播出去, B正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 32 9.机械波在介质中传播时，下列说法中错误的是( ) A.各质点都在各自的平衡位置附近振动 B.相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受迫振动 C.后一质点的振动必定落后于前一质点 D.各质点也随波的传播而迁移 [解析] 机械波在介质中传播时，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不会随 波的传播而迁移，相邻质点间必有相互作用力，波传播过程中，各质点均做受 迫振动，且后一质点的振动必定落后于前一质点，故A、B、C正确，D错误. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 33 10.[2026·湖南长沙长郡中学高二月考] 声波是一种典型的纵波，在纵波中各质 点只在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移，故沿着波前进的方向，波中介 质会出现疏密不同的部分，因此纵波也被称为“疏密波”(如图甲).若把某时刻纵 波中各质点偏离平衡位置的位移记录下来，画在坐标纸上，则可得到该时刻波 的图像.若一列沿水平方向传播的纵波及该时刻对应的波的图像如图乙所示 (只展示整个纵波的一部分，在纵波中密部中心处和疏部中心处的质点偏离平衡 位置的位移为零)，已知“质点 ”在图示时刻的位置在其平衡位置的右侧，且运 动方向水平向右.则下列说法正确的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 34 甲 乙 A.图乙中密部中心点到相邻的疏部中心点之间的距离为一个波长 B.图乙中疏部中心处的质点振动速度为零 C.图乙中波的传播方向沿水平方向向左 D.“质点 ”的振动周期不等于该波的传播周期 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [解析] 两相邻密部中心点之间的距离为一个波长，A错误.因为密部中心处的质 点偏离平衡位置的位移为零，故疏部中心处的质点偏离平衡位置的位移也为零， 对应振动速度最大，B错误.该时刻质点 的位置在平衡位置的右侧且向右移动， 所以它在远离平衡位置，由波的图像可知，图乙中波的传播方向沿水平方向向 左，C正确.纵波在一个质点振动的周期内向外传递一个波长的距离，故纵波的 传播周期和质点的振动周期相同，D错误. 甲 乙 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 36 11.(多选)如图是沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻质点间的距离相等， 其中为波源，设波源的振动周期为 ，自波源开始通过平衡位置竖直向下振动 开始计时，经过 ，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波 的说法正确的是( ) A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下，且图中质点9起振最晚 B.图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的 C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8起振、通过平衡位置或最 大位移处的时间总是比质点7落后 D.只要图中所有的质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全相反 √ √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 37 [解析] 从题图可知，质点9是图中距波源最远的点，起振方向向下，但起振时 刻最晚，故选项A正确，B错误；质点7与质点8相比较，质点7是质点8的前质点， 质点7先振动，质点8后振动，故选项C正确；质点9比质点1晚 开始振动，一 旦质点9起振，1、9振动步调就完全一致，故选项D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 38 12.(10分)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，已知时，质点1开始向上运动， 时，1到达最上方，5开始向上 运动，问： 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 39 (1) (4分) 时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ [答案] 质点6未到达波峰，正在向上运动，质点10、14未运动 甲 [解析] 各质点在 时的情况如图甲 所示 由图甲可知， 时，质点6未到达波 峰，正在向上运动，质点10、14未运动 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 40 (2) (6分)画出 时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态. [答案] 如图所示 质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 41 [解析] 时的波形图如图乙所示 乙 质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 42 $