第十二章 1波的形成

.1 波的形成和传播一、波的形成和传播1波：振动的传播称为波动，简称波2波的形成和传播(以绳波为例)(1)一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个相连的质点，这些质点之间存在着相互作用(2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，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很快跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动二、横波和纵波定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波(1)波峰：凸起的最高处(2)波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部：质点分布最密的位置(2)疏部：质点分布最疏的位置三、机械波1介质 (1)定义：波借以传播的物质(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动2机械波：机械振动在介质中传播，形成了机械波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，它传播的只是振动这种运动形式(2)波是传递能量的一种方式(3)波可以传递信息即学即用1判断下列说法的正误(1)质点的振动位置不断转换即形成波( )(2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动( )(3)物体做机械振动，一定产生机械波( )(4)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波一定是横波( )2绳波在某时刻的形状如图1所示，若O是波源，则此刻A点受到方向_的作用力，若O是波源，则此刻A点受到方向_的作用力(填“向上”或“向下”)一、波的形成、传播及特点导学探究如图2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(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？答案(1)没有红色标记只在竖直方向上下振动(2)不会当手停止抖动后，波仍向右传播知识深化波的形成、传播及特点1机械波的形成与传播2波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同(2)周期(频率)：各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也可以传递能量和信息例1如图3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t0时，质点1开始向上运动，t时，1到达最上方，5开始向上运动问： (1)t时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t时，质点8、12、16的运动状态如何？ 波动过程中各质点的运动规律可用三句话来描述：(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.概括起来就是“带动、重复、落后”.针对训练1(多选)下列关于机械波的说法中，正确的是()A波传播过程中，质点也随着波移动 B相邻质点间必有相互作用力C前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点的振动D离波源越远，质点的振动频率越小二、横波和纵波导学探究如图4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？答案(1)相互垂直(2)在同一条直线上知识深化横波与纵波的区别1质点的振动方向与波的传播方向的关系不同：横波中，质点的振动方向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在同一条直线上2传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；纵波在固体、液体和气体中均能传播3特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部例2关于横波和纵波，下列说法正确的是()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，这类波是纵波三、振动与波的关系1区别(1)研究对象不同振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动，是单个质点的“个体行为”；波动是振动在介质中的传播，是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的“群体行为”(2)力的来源不同产生振动的回复力，可以由作用在物体上的各种性质的力提供；而引起波动的力，则总是联系介质中各质点的弹力(3)运动性质不同振动是质点的变加速运动；而波动是匀速直线运动，传播距离与时间成正比2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，有振动不一定有波动(2)波动的性质、频率和振幅与振源相同例3(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A振动是波的成因，波是振动的传播B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C波的传播速度就是质点振动的速度 D波源停止振动时，波立即停止传播四、由“带动法”确定质点的振动方向带动法 原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P，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5所示图5图6例4一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图6所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点说法正确的是()A质点B向右运动 B质点D和质点F的速度方向相同C质点A和质点C的速度方向相同 D从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置1(波的形成和传播)(多选)如图7所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源，设波源的振动周期为T，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经质点1开始振动，则下列说法中正确的是()图7A介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点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振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后D只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动2(横波和纵波)有关纵波与横波，下列说法中正确的是()A对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 B对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直C纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能 D横波只能在固体中传播，纵波只能在液体、气体中传播3(振动与波的关系)(多选)关于机械波和机械振动，下列说法中正确的是()A机械振动就是机械波，机械波就是机械振动 B有机械波，则一定有机械振动C机械波就是质点在介质中的运动路径 D在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅4(由“带动法”确定质点的振动方向)振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t0时刻绳上形成的波形如图8所示规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是()图8一、选择题考点一波的形成、传播和特点1在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是()A大钟的回声 B大钟在继续振动，空气中继续形成声波C人的听觉发生“暂留” D大钟虽停止振动，但空气仍在振动2在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况以下说法正确的是()A因为“随波逐流”，木块将被推至远处B因不知道木块离波源的远近如何，所以无法确定木块的运动情况C无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动D木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关3(多选)关于机械波的说法正确的是()A相邻的质点要相互做功 B机械波在真空中也能传播C波源开始时怎样振动，其他质点开始时就怎样振动 D除波源外，波中各质点都做受迫振动4(多选)关于机械波的形成，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后振动的质点总是跟着先振动的质点振动，只是时间上落后一步C参与振动的质点都有相同的频率 D机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递5一列简谐横波在介质中传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其他质点的振动及能量传递的情况是()A所有质点都立即停止振动 B已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动C能量将会继续向远处传递 D能量传递随即停止6关于机械波，下列说法中正确的是()A自然界所刮的风就是一种机械波 B波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移C波将波源的振动形式传播出去的同时，也可以传递信息 D传播机械波的介质一定是可以自由流动的考点二横波和纵波7区分横波和纵波的依据是()A是否沿水平方向传播 B质点振动的方向和波传播的远近C质点振动的方向和波传播的方向是相互垂直还是相互平行 D质点振动的快慢8关于横波和纵波，下列说法正确的是()A对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向都是有时相同，有时相反B对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同C形成纵波的质点，随波一起迁移 D空气介质只能传播纵波9某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图1所示)在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则()AP先开始振动，震源距地震仪约36 km BP先开始振动，震源距地震仪约25 kmCH先开始振动，震源距地震仪约36 km DH先开始振动，震源距地震仪约25 km考点三由“带动法”确定质点的振动方向10如图2所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的波形，由图可判断A点刚开始的振动方向是()A向左 B向右 C向下 D向上图2图3图411一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图3所示，已知此时质点F的运动方向向y轴负方向，则()A此波向x轴正方向传播 B质点C此时向y轴正方向运动C质点C将比质点B先回到平衡位置 D质点E的振幅为零12一列波在介质中向某一方向传播，图4为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是()A波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间TB波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间C波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间D波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间二、非选择题13(波的形成和传播)如图5甲所示为波源的振动图象，图乙为均匀介质中同一条直线上等间距的质点在t1 s时的振动状态，其中质点4刚开始振动请在图丙中画出t5 s时质点的振动状态图5.