3.1 机械波的形成和传播（教学课件）物理沪科版选择性必修第一册

沪科版（2020）选择性必修 第一册 第三章 机械波 第1节 机械波的形成与传播 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 理解波的形成过程。 2. 知道横波和纵波的概念，知道横波的波峰与波谷、纵波的密部与疏部。 3. 知道机械波的产生条件以及机械波的传播特点。 1. 机械波的形成条件与传播特点，理解介质质点不随波迁移。横波与纵波的区分，认识波传播振动形式、能量与信息。 2. 理解质点依次振动、后振动质点相位滞后的内在逻辑，辨析振动与波动的区别。 波的形成及其特点 01 教学内容 横波和纵波 02 课堂导入——观察与思考 如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动 思考与讨论： （1）红色标记有没有随波迁移？ （2）当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 没有，红色标记只在竖直方向上下振动。 不会，当手停止抖动后，波仍向右传播。 01 PART 01 第一部分 波的形成及其特点 探究新知 探究新知——波的形成及其特点 1. 波的形成（以绳波为例） （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。 2. 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。 相连 弹性力 带动 迟 传播 相互作用 探究新知——波的形成及其特点 3. 机械波的形成：机械振动在_______中传播，形成了机械波。 介质 4. 波的特点 （1）像绳波这种一维（只在某个方向上传播）机械波，若不计__________，各质点的_______相同。 （2）各质点都在做_______振动，所以各质点振动的______________均与波源的_____________________相同。 （3）离波源越远，质点振动越_______，但每一个质点的起振方向与波源起振方向_______。 能量损失 振幅 受迫 周期（频率） 振动周期（频率） 滞后 相同 （4）机械波向前传播的是振动这种___________，各质点只在各自的振动 ____________________，并_____随波迁移。 （5）波是传递_____的一种方式。 （6）波可以传递_______。 5. 振动和波动的联系 （1）振动是波动的_______，波动是振动的_______；有波动_______有振动，有振动_______有波动。 （2）波动中各质点振动的_______、_______和_______与波源相同。 探究新知——波的形成及其特点 运动形式 平衡位置附近 能量 不 信息 原因 结果 必然 不一定 性质 频率 振幅 探究新知——典例分析 【例1】 （2025高二上·上海·专题练习）关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） ①振动是波的成因，波是振动的传播 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振动的速度 ④波源停止振动时，波立即停止传播 A．①③ B．①② C．②③ D．①④ B 　 探究新知——典例分析 【详解】①②．机械波的产生条件是有波源和介质。由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，故①②正确； ③．波的传播速度是波形由波源向外传播的速度，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，故③错误； ④．波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，故④错误。 故选B。 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，其运动特点可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点； (2)后振动的质点重复前面质点的振动； (3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点的振动状态； 概括起来就是“带动、重复、滞后”。 归纳总结 探究新知——典例分析 【例2】 （25-26高二下·全国·课堂例题）（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振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成图可知，下列正确的是（　　） A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的， 因此质点2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 AC 　 探究新知——典例分析 【详解】A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此质点2做受迫振动，故A正确； B．每个质点开始运动后，均在竖直方向做简谐运动，波在水平方向匀速运动，故B错误； C．绳上的每一个质点开始振动时，都与波源质点1 的起振方向相同都向上，振动周期都相同，故C正确； D．波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等振幅的受迫振动，每个质点的机械能并不守恒，故D错误。 故选AC。 02 PART 02 第二部分 横波和纵波 探究新知 探究新知——横波和纵波 1. 横波和纵波 如图所示： （1）图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？ （2）图乙是声波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？ 相互垂直 在同一条直线上 2．横波和纵波比较 探究新知——横波和纵波   横波 纵波 定义 质点的振动方向与波的传播方向相互　　的波 质点的振动方向与波的传播方向在__________ 的波 标志性物理量 (1)波峰：凸起的_______ (2)波谷：凹下的_______ (1)密部：质点分布____ 的位置 (2)疏部：质点分布____ 的位置 实物波形     垂直 同一直线上 最高处 最低处 最密 最疏 探究新知——横波和纵波 名称 项目 介质 特征 横波 只能在固体介质中传播 在波动中交替、间隔出现波峰和波谷 纵波 在固体、液体和气体介质中均能传播 在波动中交替、间隔出现密部和疏部 注意：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波. 探究新知——典例分析 【例3】（多选）下列关于横波和纵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．纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向 D．纵波中，质点的振动方向一定与波的传播方向在同一条直线上 AD 　 探究新知——典例分析 【详解】横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直；纵波中质点的振动方向与波的传播方向虽然在一条直线上，但质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反。 故选AD。 探究新知——典例分析 B 　 探究新知——典例分析 “带动法”判定质点的振动方向： (1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点. (2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点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. 归纳总结 探究新知——典例分析 【例5】（24-25高二下·浙江金华·阶段检测）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，由图可知，P点从平衡位置开始振动时的方向是（　　） A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 A 　 探究新知——典例分析 课堂小结 课堂练习 A 　 课堂练习 课堂练习 D 　 课堂练习 课堂练习 AD 　 课堂练习 课堂练习 C 　 课堂练习 课堂练习 B 　 课堂练习 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听