沪科物理选修3-4 第2章2.1《机械波的产生》

欢迎进入物理课堂 2 1机械波的产生 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 2 1 课前自主学案 课标定位 课标定位 学习目标 1 知道波的形成过程 掌握机械波的概念 2 掌握波形成的条件 知道波的特点 3 知道波的分类 能区分什么是横波什么是纵波 4 理解波是传播振动形式和能量的一种方式 重点难点 波形成的条件是重点 波的概念的建立是难点 课前自主学案 一 机械波是怎样形成的1 机械波的概念 在介质中的传播就形成机械波 2 机械波的产生条件 由波的形成可以看出 要产生机械波 必须有 和传播振动的 所以有机械波一定有振动 但有振动不一定会形成机械波 机械振动 振源 波源 介质 3 机械波的形成过程 1 介质模型 把介质看成由无数个 弹性连接而成 2 机械波的形成过程 由于相邻质点的 当介质中某一质点发生振动时 就会带动周围的 振动起来 从而使振动向远处传播 质点 力的作用 质点 二 横波与纵波按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类 和 1 横波 质点的振动方向与波的传播方向 在横波中 凸起部分的最高处叫做 凹下部分的最低处叫做 2 纵波 质点的振动方向与波的传播方向 在纵波中 质点分布较密集的部分叫做 质点分布较稀疏的部分叫做 横波 纵波 垂直 波峰 波谷 在同一直线上 密部 疏部 三 波传递的是能量和信息波不但传递能量 而且可以传递 信息 核心要点突破 一 波的形成和传播1 形成条件要形成一列波 必须有波源 即有能够引起其他质点振动的质点 再就是必须要有介质 即传播振动的媒介物 故波的形成条件为 1 波源 2 介质 两者缺一不可 2 传播特点 1 波传播时 介质中的质点跟着波源做受迫振动 每个质点的振动周期和频率都与波源相同 各质点的起振方向与波源的起振方向相同 但不同步 离波源越远的质点 起振越滞后 2 波在传递运动形式的同时也传递能量和信息 由于介质各质点间存在着相互作用力 当波源在外力作用下振动时 必然会带动相邻质点振动 被带动的质点又会带动它相邻质点振动 这样依次带动下去 就将振源的振动形式和能量传播出去 形成机械波 3 机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量 介质中各质点并不随波迁移 而是在自己的平衡位置附近振动 在横波中 波动方向与振动方向垂直 在均匀介质中 波是匀速传播的 振动是变速运动 4 介质中各质点靠弹力相互作用 前一质点带动后一质点振动 后一质点跟着前一质点振动 故可以看到前一质点的位置确定后一质点的运动方向 此外 若不计能量损失 在均匀介质中各质点振动的振幅应相同 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 波在传播过程中 正确的说法是 A 介质中的质点随波的传播而迁移B 波源的振动能量随波传递C 振动质点的频率随着波的传播而减小D 波源的能量靠振动质点的迁移来传播解析 选B 在波的传播过程中 质点是不会发生迁移的 波源的振动能量通过对相邻质点做功而由近及远地传播 不是靠质点的迁移 质点的频率只与波源有关 振动质点实际上是在做受迫振动 二 振动和波动的区别与联系1 两者的联系振动是波动的起因 波动是振动在介质中的传播 没有振动一定没有波动 但是没有波动不一定没有振动 2 两者的区别 1 从研究对象看 振动是一个质点或一个物体在某一平衡位置附近往复运动 而波动是大量质点一次发生振动而形成的 集体运动 2 从运动原因看 振动是由于质点所受回复力的作用结果 而波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的 3 从能量的变化看 振动系统的动能和势能相互转化 如果是简谐运动 在动能和势能相互转化的过程中总的机械能保持不变 而波在传播过程中 由振源带动它相邻的质点运动 即振源将机械能传递给它的相邻的质点 这个质点再将能量传递给下一个质点 因此说 波的传播过程也是一个能量的传播过程 当波源停止振动 不再向外传递能量时 各个质点的振动也会相继停下来 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2011年西安高二检测 关于机械振动和机械波 下列叙述不正确的是 A 有机械振动必有机械波B 有机械波必有机械振动C 在波的传播中 振动质点并不随波的传播发生迁移D 在波的传播中 如果振源停止振动 波的传播并不会立即停止 解析 选A 机械振动是形成机械波的条件之一 有机械波一定有机械振动 但有机械振动不一定有机械波 A错 B对 波在传播时 介质中的质点都在其平衡位置附近做往复运动 它们不随波的传播而发生迁移 C对 振源停止振动后 已形成的波仍继续向前传播 直到波的能量耗尽为止 D对 故符合题意的选项为A 课堂互动讲练 2011年新建高二检测 一列横波沿绳子向右传播 某时刻绳子形成如图2 1 1所示的形状 对此绳上的A B C D E F六个质点 图2 1 1 A 它们的振幅相同B 质点D和F的速度方向相同C 质点A和C的速度方向相同D 从此时算起 质点B比C先回到平衡位置 自主解答 波中各质点均做受迫振动 不考虑能量损耗 各质点振幅相同 所以选项A正确 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 A向下运动 C向上运动 由此可知选项B和C错误 由于此时B和C两点都向上运动 C比B后到最大位移处 C回到平衡位置也比B较迟 所以选项D正确 答案 AD 方法总结 解决这类问题要关注波源的位置 确定介质质点的振动是由哪个质点带动的 然后即可判断出该质点的速度方向 下列有关纵波和横波的说法中 正确的是 A 振源上下振动形成的波是横波B 振源水平振动形成的波是纵波C 波沿水平方向传播 质点上下振动 这类波是横波D 质点沿水平方向振动 波沿水平方向传播 这类波是纵波 精讲精析 根据纵波与横波的概念 质点振动方向与波传播方向垂直者为横波 同一直线者为纵波 并不是上 下振动与水平振动的问题 所以A B错 对于C 水平传播 上 下振动 属相互垂直 是横波 对于D 水平传播 水平振动还不能说明质点振动方向与波的传播方向是在同一直线上 则还不能确定是纵波 则D错 答案 C 方法总结 横波是质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波 纵波是质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 区分横波和纵波的依据是看波的传播方向与质点的振动方向之间的关系 变式训练下列关于横波和纵波的说法中正确的是 A 沿水平方向传播的叫横波B 纵波在介质中可以沿任意方向传播C 纵波和横波不可以同时在同一种介质中传播D 凡是振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波解析 选BD 由横波和纵波的概念可以判断A错 D对 纵波可沿任意方向传播 如声波是纵波 可以由波源向四周传播 故B对 在地震波中 横波和纵波同时在地壳中传播 故C错 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全