高中物理 第十二章 機械波 第1節(jié) 波的圖象課件 新人教版選修34

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1、物 理選修選修3-4 人教版人教版第十二章機械波機械波 情 景 切 入 波是常見的運動現(xiàn)象，自然界里有各種各樣的波，其中水波、聲波是我們熟悉的。那么，波是怎樣產(chǎn)生的？它有哪些規(guī)律？ 知 識 導 航 本章在機械振動的基礎上學習波動的基礎知識。波動是振動在介質(zhì)中的傳播而形成的，是自然界中一種普遍的運動形式。本章通過波的形成、波的描述、波的圖象、波的傳播規(guī)律、波的反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象來學習波的基礎知識，了解波的特性，為以后學習打下扎實的基礎。 波動是以振動為基礎的一種運動形式，它研究的是波的傳播方向上參與波動的一系列質(zhì)點的運動規(guī)律。因此機械波的形成就構成了本章的難點，而形象的描繪機械波傳播的

2、波的圖象是本章的重點。 學 法 指 導 1機械波的概念比較抽象，機械波的形成過程不易想象，因此要多做一些實驗，通過實驗來理解本章的有關知識。 2通過對比深化對機械波的認識。由于波動是以振動為基礎的一種運動，所以運用波動與振動對比，波的圖象與振動圖象對比，有助于我們?nèi)胬斫鈾C械波。同時，在學習中應注意理解波的形成原理和傳播規(guī)律，對波動圖象分析時，要特別注意波傳播的雙向性和周期性。 3以波的波長、頻率和波速的關系為基點，以波的圖象為紐帶，學習本章。 4培養(yǎng)空間想象能力和推理能力，本章知識要求會畫出波的形成圖或根據(jù)波的圖象來描述波的物理量，這就要求我們運用空間想象能力正確畫圖、識圖，再利用推理能力分

3、析圖。 5關于波的衍射、干涉、多普勒效應的學習，要多結合生活實例，注意理論聯(lián)系實際。第一節(jié)第一節(jié) 波的形成和傳播波的形成和傳播了解波的形成和傳播了解波的形成和傳播知道橫波和縱波、波峰和波谷、密部和疏部知道橫波和縱波、波峰和波谷、密部和疏部知道機械波傳播的是振動的形式、能量和信息知道機械波傳播的是振動的形式、能量和信息1 1課前預習課前預習2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達標課堂達標5 5課時作業(yè)課時作業(yè)課課 前前 預預 習習 1波的形成 當手握繩端上下振動時，繩端_相鄰質(zhì)點，使它也上下振動。這個質(zhì)點又_更遠一些的質(zhì)點繩子上的質(zhì)點都很快_起來，只是后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點_

4、開始振動。 2波的傳播 繩端這種上下振動的狀態(tài)沿_傳播出去，稱為波的傳播。 3介質(zhì) (1)定義：波借以傳播的_。 (2)組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有_作用，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動。波的形成與傳播波的形成與傳播帶動帶動 帶動帶動 振動振動 遲一些遲一些 繩子繩子 物質(zhì)物質(zhì) 相互相互 機械波可分為橫波和縱波兩類，其波形及描述對比如下：機械波的分類機械波的分類垂直垂直 最高處最高處 最低處最低處 同一直線上同一直線上 最密最密 最疏最疏 1介質(zhì) (1)定義：波借以_的物質(zhì)。 (2)特點：組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有_，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動。 2形成 機械振動在_中傳播，形成機械波。機械波機

5、械波傳播傳播 相互作用相互作用 介質(zhì)介質(zhì) 3兩個產(chǎn)生條件 (1)要有_。 (2)要有傳播振動的_。 4傳遞的三個特點 (1)介質(zhì)中的機械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，它傳播的只有_這種運動形式。 (2)波是傳遞_的一種方式。 (3)波可以傳遞_。振源振源 介質(zhì)介質(zhì) 振動振動 能量能量 信息信息 判一判 (1)在水平方向傳播的波為橫波。() (2)在機械波中各質(zhì)點不隨波的傳播而遷移。() (3)機械波的形成和傳播中，所有質(zhì)點同時運動，同時停止運動。() (4)機械波在傳播過程中，各質(zhì)點振動的周期、起振方向都相同。() (5)縱波指的是質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向垂直的波。() (6)橫波中

6、分密部和疏部，縱波中分波峰和波谷。() 選一選 一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時水面上有一片樹葉(如圖)，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是() A樹葉慢慢向湖心運動 B樹葉慢慢向湖岸漂去 C在原處上下振動 D沿著波紋做圓周運動 解析：由于波在傳播過程中，只傳遞振動能量和波源所發(fā)出的信息，而各質(zhì)點不隨波遷移，只在各自的位置附近做振動，故選C。C 想一想 2017年8月8日，四川九寨溝發(fā)生了7級地震，地震波中既有縱波，又有橫波，而且由地殼傳播時縱波速度大于橫波速度。在地震時，當?shù)鼐用窀惺艿恼駝討撌窃鯓拥模?答案：當?shù)鼐用袷紫葧械缴舷骂嶔ぃ髞碛謺械皆谒椒较蛏?/p>

7、左右搖動。 解析：由縱波的傳播特點：傳播方向與質(zhì)點的振動方向在同一直線上，并且因為縱波傳播得快，所以居民首先會感到上下顛簸。由橫波的傳播特點：波的傳播方向與振動方向垂直，且傳播的速度較小，所以橫波傳來得晚，因此后來居民又會感到在水平方向上左右搖動。課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究 藝術體操也叫韻律體操，是一種藝術性很強的女子競賽體操項目。19世紀末20世紀初起源于歐洲。藝術體操表演項目有很多，絲帶舞表演就是其中之一，如圖所示是一幅絲帶舞的表演圖。 (1)絲帶上的各點有沒有隨波遷移？ (2)運動員的手停止抖動后，絲帶上的波會立即停止嗎？ 提示：(1)沒有(2)不會 解析：(1)波傳播的只是振動形式，介質(zhì)中

8、各質(zhì)點本身并不會隨波遷移。 (2)波傳播的是能量，波源停止振動，但能量還會依次向外傳播。探究一機械波的形成及特點探究一機械波的形成及特點 1機械波的形成 2機械波的特點 (1)機械波傳播的是振動形式、能量和信息，介質(zhì)中各質(zhì)點本身并不隨波傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動。 (2)由于波的形成實際上是從波源開始依次帶動介質(zhì)中的各個質(zhì)點參與振動，所以各個質(zhì)點都在做受迫振動，因此各個質(zhì)點振動的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同。 (3)在不考慮能量損失時，各質(zhì)點振動的振幅相同，各質(zhì)點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。 (4)機械波傳播的是波源的信息 我們用語言進行交流，是利用聲波傳遞信息

9、。 (5)機械波是一種“集體運動” 波的形成離不開介質(zhì)中大量質(zhì)點的集體振動，個別質(zhì)點形不成波。特別提醒：特別提醒：(1)有波源和有介質(zhì)是形成機械波的必需條件，二者缺一不可。有波源和有介質(zhì)是形成機械波的必需條件，二者缺一不可。有振動不一定有機械波，有機械波一定有振動。有振動不一定有機械波，有機械波一定有振動。(2)機械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的各點不隨波向前遷移，只在各自平衡機械波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的各點不隨波向前遷移，只在各自平衡位置附近做往復振動。位置附近做往復振動。 解題指導：由于近波源的質(zhì)點對相近質(zhì)點有力的作用，使得遠波源點要重復近波源質(zhì)點的振動；同時參與波動的每個質(zhì)點都在各自的平衡

10、位置兩側往復運動，其振動具有周期性、對稱性的特點。 解析：由于質(zhì)點間的相互作用，前面的質(zhì)點總是帶動后面的質(zhì)點振動，所以后面的質(zhì)點總是滯后于前面的質(zhì)點。 各質(zhì)點在各時刻的運動情況，如圖所示。 對點訓練1科學探測表明，月球表面無大氣層，也沒有水，更沒有任何生命存在的痕跡。在月球上，兩宇航員面對面講話也無法聽到，這是因為 () A月球太冷，聲音傳播太慢 B月球上沒有空氣，聲音無法傳播 C宇航員不適應月球，聲音太輕 D月球上太嘈雜，聲音聽不清楚 解析：兩宇航員面對面講話卻無法聽到，說明聲波有振源卻傳播不出去，即缺乏聲波傳播的另一條件：沒有介質(zhì)，故B選項正確。B (1)圖甲是繩波，其中質(zhì)點的振動方向與傳

11、播方向是什么關系？ (2)圖乙是聲波，其中質(zhì)點的振動方向與傳播方向是什么關系？ 提示：(1)相互垂直(2)在一條直線上 解析：(1)繩波是橫波(2)聲波是縱波。探究二橫波與縱波探究二橫波與縱波 橫波與縱波的比較名稱名稱項目項目橫波橫波縱波縱波概念概念在波動中，質(zhì)點的振動方向和在波動中，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向相互垂直波的傳播方向相互垂直在波動中，質(zhì)點的振動方向和在波動中，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向在一條直線上波的傳播方向在一條直線上介質(zhì)介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳播只能在固體介質(zhì)中傳播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播能傳播特征特征在波動中交替、間隔出現(xiàn)波峰在波動中交替

12、、間隔出現(xiàn)波峰和波谷和波谷在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部和疏部 特別提醒：(1)繩波和聲波分別是典型的橫波和縱波，水波是比較復雜的機械波，不是橫波。 (2)在縱波中各質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上，而不是方向相同。機械波按質(zhì)點振動方向與波傳播方向的關系可分為橫波和縱波。 (1)關于介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向，下列說法正確的是 () A在橫波中二者方向有時相同B在橫波中二者方向一定不同 C在縱波中二者方向有時相同D在縱波中二者方向一定不同 (2)如圖所示，若一列橫波在x軸上傳播，a點是波傳播方向上的某一質(zhì)點，則質(zhì)點a的振動方向一定上下振動嗎？BC 解

13、題指導：深刻理解質(zhì)點振動方向與波的傳播方向的關系，在橫波中二者“相互垂直”的含義，在縱波中二者“在同一直線上”的含義。 解析：(1)在橫波中質(zhì)點振動方向和波的傳播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A錯、B對，在縱波中二者方向在同一直線上，既可以相同，也可以相反，故C對、D錯。 (2)不一定。因為此波為橫波，可知質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互垂直，此波在x軸上傳播，可知質(zhì)點a的振動方向應在過a點且垂直于x軸的平面內(nèi)，即質(zhì)點a的振動方向可沿此平面的任意方向，不一定是上下方向的振動。 答案：(2)不一定 對點訓練2(多選)下列關于橫波與縱波的說法中，正確的是() A聲波一定是縱波 B水波一定是

14、橫波 C地震波既有橫波，也有縱波 D橫波只能在固體中傳播，縱波既可以在固體中傳播，也可以在液體、氣體中傳播 解析：聲波可以在空氣中傳播也可以在液體和固體中傳播，空氣中的聲波一定是縱波，而液體、固體中的聲波既可能是縱波，也可能是橫波，故A錯；水波既不是橫波，也不是縱波，它的運動形式比較復雜，故B錯；地震波既有橫波，也有縱波，故發(fā)生地震時，地面既有上下振動，也有左右運動。C正確；D正確。CD 素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升振動與波動的比較振動與波動的比較名稱名稱項目項目振動振動波動波動運動現(xiàn)象運動現(xiàn)象振動是單個物體所表現(xiàn)出的振動是單個物體所表現(xiàn)出的周而復始的運動現(xiàn)象周而復始的運動現(xiàn)象波動是大量物體受到擾動

15、時，從擾動波動是大量物體受到擾動時，從擾動中心傳播開來的周而復始的運動現(xiàn)象中心傳播開來的周而復始的運動現(xiàn)象運動成因運動成因物體由于某種原因離開平衡物體由于某種原因離開平衡位置，同時受到指向平衡位位置，同時受到指向平衡位置的力置的力回復力作用回復力作用介質(zhì)中質(zhì)點受到相鄰質(zhì)點的擾動而隨介質(zhì)中質(zhì)點受到相鄰質(zhì)點的擾動而隨著運動，并由近及遠的傳播開去，且著運動，并由近及遠的傳播開去，且各部分都受到指向原平衡位置的力的各部分都受到指向原平衡位置的力的作用作用運動性質(zhì)運動性質(zhì)變加速運動變加速運動在均勻介質(zhì)中勻速向前傳播在均勻介質(zhì)中勻速向前傳播能量變化能量變化動能與勢能相互轉化，如果動能與勢能相互轉化，如果是

16、簡諧運動，機械能保持不是簡諧運動，機械能保持不變變波的傳播過程是能量傳遞過程，當波波的傳播過程是能量傳遞過程，當波源停止振動不再向外傳遞能量時，各源停止振動不再向外傳遞能量時，各個質(zhì)點的振動也會相繼停下來個質(zhì)點的振動也會相繼停下來(多選)(湖北省襄陽市第四中學20172018學年高二下學期月考)關于振動和波的關系，下列說法中正確的是( ) A振動是波的成因，波是振動的傳播 B振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象 C波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度 D波源停止振動時，波立即停止傳播AB 解析：機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)，由于介質(zhì)中的質(zhì)點依次帶動由近及遠傳播而形成波，所以選項A、B正確。波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變，而質(zhì)點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化，選項C錯誤。波源一旦將振動傳播給了介質(zhì)，振動就在介質(zhì)中向遠處傳播，而當波源停止振動時，振動在介質(zhì)中仍然繼續(xù)傳播，不會隨波源停止振動而停止傳播，選項D錯誤。