寧夏銀川市高中物理 第十二章 機械波 12.1 波的形成和傳播課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十二章機械波 第1節(jié)波的形成和傳播 聲波 水波 繩波 光波 電磁波 地震波 生活中無處不在的波 學習目標 1 通過實驗演示和分析討論 讓學生認識機械波的形成過程和產(chǎn)生條件 2 了解橫波和縱波的概念及特點 知道二者的區(qū)別 3 理解波動和振動的聯(lián)系和區(qū)別 4 知道波傳播的是振動形式和能量 波可以傳播信息 觀察 波 振動的傳播過程 由波源向外 由近及遠 的傳播過程 前面的質(zhì)點先振動 一 波的形成和傳播 繩波的形成過程分析 1 繩子可看成由很多微小部分組成 每一部分均可看成 2 無外來擾動前 各個質(zhì)點排在同一直線上 各質(zhì)點所在位置稱為各自的 3 外來擾動首先引起繩中某一質(zhì)點振動 首先振動的質(zhì)點稱為 質(zhì)點 平衡位置 波源 一 波的形成和傳播 繩波的形成過程分析 4 各質(zhì)點之間存在著 波源質(zhì)點 鄰近質(zhì)點振動 5 的振動形式由近及遠傳播出去形成 相互作用力 帶動 波源 機械波 結(jié)論 波源振動起來時 帶動相鄰的質(zhì)點振動 這個質(zhì)點又帶動更遠的質(zhì)點振動 這樣波源的振動就傳播出去了 形成機械波 如 介質(zhì)中各個質(zhì)點是不是同時起振 起振方向與波源起振方向什么關(guān)系 波向右傳播 質(zhì)點是不是也向右遷移 觀察與思考 波的形成和傳播有哪些特點 一 波的形成和傳播 一 波的形成和傳播 1 介質(zhì)各個質(zhì)點不是同時起振 離波源近的質(zhì)點振動的早 2 每個質(zhì)點開始起振方向均與波源起振方向相同 3 質(zhì)點只在平衡位置振動 并不隨波遷移 4 波傳播的是振動形式和能量 且能傳遞信息 5 傳播過程中各質(zhì)點的振動都是受迫振動 驅(qū)動力來源于波源 各質(zhì)點振動頻率都等于波源頻率 帶動性滯后性重復性 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直 2 橫波的特點 波峰波谷 1 橫波 二 波的分類 橫波也叫凹凸波 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上 4 縱波的特點 疏部密部 3 縱波 縱波 二 波的分類 縱波也叫疏密波 波峰 波谷 疏部 密部 聲波是縱波 地震波既有橫波又有縱波 水波既不是橫波也不是縱波 叫做水紋波 其特點較接近橫波 二 波的分類 橫波和縱波的區(qū)別 機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波 同時存在波源和介質(zhì) 1 介質(zhì)和波源 介質(zhì) 借以傳播波的物質(zhì) 波源 介質(zhì)中最早開始振動的質(zhì)點 2 機械波 3 機械波的產(chǎn)生條件 三 機械波 有振動不一定存在波 有波一定存在振動 注意 4 傳播特點 機械波向外傳播的是波源的振動形式 介質(zhì)中各質(zhì)點不隨波發(fā)生遷移 1 軌跡 各個質(zhì)點均在自己的平衡位置附近做簡諧振動 2 步調(diào) 在波的傳播方向上各質(zhì)點依次開始振動 滯后性 三 機械波 周期 各質(zhì)點振動周期都等于波源的振動周期 受迫振動 三 機械波 振幅 各質(zhì)點振幅相同 不計能量損失 起振 各質(zhì)點起振方向都相同 同波源起振方向 5 質(zhì)點振動的特征 6 能量特點 波是傳遞能量的一種方式 波向外傳播的是波源的振動形式 向外傳遞信息和能量 四 機械波與機械振動的區(qū)別和聯(lián)系 1 區(qū)別 1 研究對象不同 振動研究的是單個質(zhì)點的往復運動 波動研究的是介質(zhì)中大量質(zhì)點的某一時刻的集體振動 2 運動性質(zhì)不同 各質(zhì)點的振動是變加速運動 而機械波在同種均勻介質(zhì)中的傳播是勻速直線運動 四 機械波與機械振動的區(qū)別和聯(lián)系 2 聯(lián)系 1 周期性 波動質(zhì)點周期等于波源質(zhì)點的振動周期 2 從介質(zhì)的某一質(zhì)點來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動 從介質(zhì)的整體來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動 3 振動是波動的必要條件 但有振動不一定存在波動 4 波動是振動形式 信息 的傳播過程 單個質(zhì)點所表現(xiàn)出的周期性運動 大量質(zhì)點共同表現(xiàn)出的周期性運動 質(zhì)點受到指向平衡位置的回復力作用 介質(zhì)中相鄰質(zhì)點間存在相互作用的彈力 振動是波動的起因 波動是振動的傳播 小結(jié) 一 機械波 1 機械波 2 產(chǎn)生條件 同時存在波源 振動 和介質(zhì) 3 機械波的形成過程 二 機械波的分類 1 橫波 質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直 2 縱波 質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上 有波峰 波谷 有疏部 密部 機械振動在介質(zhì)中的傳播 形成機械波 3 聲波是縱波 4 地震波既有橫波又有縱波 小結(jié) 三 機械波的傳播特點 1 機械波向外傳播的是振動形式 各質(zhì)點不隨波發(fā)生遷移 1 波傳播時 各個質(zhì)點在自己的平衡位置附近往復振動 2 在波的傳播方向上各質(zhì)點依次開始振動 先振動質(zhì)點帶動后一質(zhì)點后一質(zhì)點重復前一質(zhì)點振動后一質(zhì)點滯后于前一質(zhì)點每一質(zhì)點的起振方向都相同 2 波是傳播振動形式和能量的一種方式 波是信息的載體 四 波動與振動的比較 1 區(qū)別振動是一個質(zhì)點的往復運動 而波動是介質(zhì)中許多質(zhì)點的集體運動 2 聯(lián)系 1 都是周期性的運動 波動周期等于質(zhì)點的振動周期 2 從某一質(zhì)點來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動 從整體來看 所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動 3 振動 波源 是形成波動的必要條件 但有振動不一定存在波動 4 波動是振動形式 能量 信息 的傳播過程 小結(jié) 典例分析 例1 日常生活中 發(fā)現(xiàn)皮球掉入池塘里 能否通過往池塘丟入石塊 借助石塊激起的水波把球沖到岸邊 解析 不能 向水中投入石塊 水面受到石塊的撞擊開始振動 形成水波向四周傳去 但是 每個參與振動的水滴只是上下振動并不向外遷移 所以皮球也僅僅是上下振動而不會向岸邊運動 典例分析 例2 如圖是一列向右傳播的橫波在某時刻的情況 在波中標出A B C D E五個質(zhì)點在此時刻的振動方向 答案 A點振動的方向向下 B點振動的方向向上 C點的振動方向向上 D點的振動方向與B C相同 E點的振動方向向下 1 有關(guān)機械波的論述 下列說法正確的是 A 在機械波的形成過程中介質(zhì)中的質(zhì)點隨波一起遷移 B 機械波傳播的是機械振動的振動形式 C 介質(zhì)中的各個質(zhì)點的周期不同 D 機械波傳播的是振源的振動能量 它是能量傳播的一種方式 鞏固練習 BD 2 有關(guān)機械波的論述 下列說法正確的是 A 各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動B 相鄰質(zhì)點間必有相互作用力C 前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點的振動 后一質(zhì)點的振動必落后于前一質(zhì)點D 各質(zhì)點也隨波的傳播而遷移 鞏固練習 ABC 3 一列橫波沿繩子向右傳播 某時刻繩子形成如圖所示的形狀 對此時繩上A B C D E F六個質(zhì)點 A 它們的振幅相同B 該時刻質(zhì)點D和F的速度方向相同C 質(zhì)點A和C的開始振動的速度方向一定相同D 從此時算起 質(zhì)點B比C先回到平衡位置E 該時刻質(zhì)點D的速度方向向右 鞏固練習 ACD 4 關(guān)于橫波和縱波 下列說法中正確的是 A 質(zhì)點作上下振動的波叫縱波B 沿水平方向傳播的波叫橫波C 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一條線上的波叫縱波D 區(qū)分縱 橫波的依據(jù)是質(zhì)點振動方向和波傳播方向關(guān)系 CD 鞏固練習 鞏固練習 5 關(guān)于振動和波的關(guān)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 CD 鞏固練習 6 一列橫波在某時刻的波形圖象如圖所示 此時質(zhì)點F的運動方向向下 則下列說法正確的是 A 波水平向右傳播B 質(zhì)點H與質(zhì)點F的運動方向相同C 質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置D 此時刻質(zhì)點C的加速度為零 典例1 如圖所示 是某繩波形成過程的示意圖 質(zhì)點1在外力作用下沿垂直直線方向做簡諧運動 帶動2 3 4 各個質(zhì)點依次上下振動 把振動從繩的左端傳到右端 已知t 0時 質(zhì)點1開始向上運動 t 時 1到達最上方 5開始向上運動 問 1 t 時 質(zhì)點8 12 16的運動狀態(tài) 是否運動 運動方向 如何 2 t 時 質(zhì)點8 12 16的運動狀態(tài)如何 解題指導 1 波的形成和傳播過程中 前一質(zhì)點帶動后一質(zhì)點振動 后一質(zhì)點重復前一質(zhì)點的振動規(guī)律 2 各質(zhì)點的振動規(guī)律相同 只是振動的先后不同 標準解答 各質(zhì)點在各時刻的情況 如圖所示 1 由甲圖可知 t 時 質(zhì)點8未達到波峰 正在向上振動 質(zhì)點12 16未振動 2 由乙圖可知 t 時 質(zhì)點8正在向下振動 質(zhì)點12向上振動 質(zhì)點16未振動 規(guī)律方法 波動過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的運動特點波動過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期都與波源的振動周期相同 其運動特點可用三句話來描述 即先振動的質(zhì)點帶動后振動的質(zhì)點 后振動的質(zhì)點重復前面質(zhì)點的振動 后面振動質(zhì)點的振動狀態(tài)落后于先振動的質(zhì)點 概括起來就是 帶動 重復 落后 互動探究 t T時 質(zhì)點8 12 16的運動狀態(tài)如何 解析 由圖可知 t T時 質(zhì)點8 12正在向下振動 質(zhì)點16向上振動