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2012高二物理:12.1波的形成和传播课件(新人教版选修3-4)ppt


第一节 波的形成和传播

课标定位 第 一 节 波 的 形 成 和 传 播

课前自主学案

核心要点突破

课堂互动讲练

知能优化训练

课标定位
学习目标:1.理解波的形成和传播.

2.知道横波和纵波,理解波峰和波谷、密

部和疏
部.

3.知道机械波,理解机械波传播形式.
重点难点:1.认识波的形成和波的传播特点.

2.准确理解质点振动和波的传播的关系.

课前自主学案

1.介质特点:一条绳子可以分成一个个小段,如图 相连 12-1-1所示,一个个小段可以看做一个个______
相互作用 . 的质点,这些质点之间存在着____________

图12-1-1

2.波的形成: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___________ 起来,只是后面的质点总比前面 振动
振动 . 的质点迟一些开始________

3.波的传播:绳端这种上下振动的状态沿绳子传
出去.因此说波传播的是_______ 振动 这种运动形式 .

二、横波和纵波 垂直 的 1.横波:质点的振动方向与波的传播方向相互_______ 波,叫做横波. 凸起的最高处 (1)波峰:在横波中,________________ 叫做波峰. 凹下的最低处 (2)波谷:在横波中,________________ 叫做波谷. 2.纵波:质点的振动方向与波的传播方向 ________________ 的波,叫做纵波. 在同一直线上 质点分布最密的位置 (1)密部:在纵波中,_______________________ 叫做密部 . 质点分布最疏的位置 (2)疏部:在纵波中,_________________________叫做疏 部.

三、机械波
1.介质:_________________ 叫做介质. 能传播波的物质 机械振动 2.机械波:_______________ 在介质中传播形成了 机械波. 波源 3.产生机械波的条件:同时存在_________ 和 _______ 介质 . 说明:有振动不一定存在波,但有波一定存在振动.

4.机械波传播的只是振动的运动形式,介质中

的各质点并不随波迁移. 能量 5.波是传递_________ 的一种方式,而且可以
信息 传递________ .

核心要点突破

一、机械波的形成与特点
1.机械波的形成 (1)实质:介质质点间存在相互作用力,介质中前 面的质点带动后面的质点振动. (2)质点间的作用:相邻的质点相互做功,同时将

振动形式与波源能量向外传播.
(3)介质质点的振动:从波源开始,每一个质点都 由前面的质点带动做受迫振动.因此各质点周期 等于波源周期.

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:各质点振动的周期均与波源的振动周期 相同. (3)步调:离波源越远,质点振动越滞后. (4)各质点只在各自的平衡位置振动,并不随波逐 流. (5)机械波向前传播的是振动这种运动形式,同时 也传递能量和信息.

(即时突破,小试牛刀)
1.关于机械波.下列说法中正确的是( )

A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
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

D.各质点随波的传播而迁移

解析:选ABC.波在传播过程中,由于介质中各质
点之间的相互作用,离波源较近的质点带动离波

源较远的质点振动,每一质点都以它的平衡位置
为中心做振动,波传播的只是运动形式(振动)和

振动能量,介质中的质点并不随波迁移.

二、振动与波动的关系 振 动 波 动 振动是单个质点所 波动是质点群联合起来 运动 表现出的周而复始 表现出的周而复始的运 现象 的运动现象 动现象 质点由于某种原因 离开平衡位置,同 运动 时受到指向平衡位 成因 置的力——回复力 的作用 介质中质点受到相邻质 点的驱动而随着运动, 并将振动形式由近及远 传播出去,各质点间存 在相互作用的弹力









能 量 变 化

振动系统的动能与势 能相互转化,动能最 大时势能最小,势能 最大时动能为零,总 的机械能守恒

波源将机械能传递给它 相邻的质点,这个质点 再将能量传递给下一个 质点,当波源停止振动 时,各个质点的振动也 会相继停下来

(1)振动是波的起因,波是振动的传播 联 (2)有波动一定有振动,有振动不一定有波动 系 (3)波动的周期等于质点振动的周期

(即时突破,小试牛刀) 2.(2011年开封高二检测)关于振动和波的关系, 下列说法正确的是( )

A.有机械波必有机械振动 B.有机械振动必有机械波 C.波就是振动,振动就是波

D.离波源远的质点振动得慢
答案:A

课堂互动讲练

波的形成和传播
例1

如图 12-1-2 甲所示是某绳波形成过程的

示意图.质点 1 在外力作用下沿直线方向做简谐 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 t=0 时,质点 T 1 开始向上运动,t= 时,1 到达最上方,5 开始 4 向上运动.问:

图12-1-2

T (1)t= 时, 质点 8、 12、 16 的运动状态(是否运动、 2 运动方向)如何? 3T (2)t= 时,质点 8、12、16 的运动状态如何? 4 【精讲精析】 各质点在各时刻的情况. 如图所示. T (1)由乙图可知,t= 时,质点 8 未达到波峰,正在 2 向上振动,质点 12、16 未振动. 3T (2)由丙图可知,t= 时,质点 8 正在向下振动,质 4
点 12 向上振动,质点 16 未振动.

【答案】

见精讲精析 波动过程中介质中各质点的振动

【方法总结】

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,即先振动的质点带动后振动的质 点;后振动的质点重复前面质点的振动;后面振 动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”.

横波和纵波的区别
例2

区分横波和纵波的依据是(

)

A.质点沿水平方向还是沿竖直方向振动

B.波沿水平方向还是沿竖直方向传播
C.质点的振动方向和波的传播方向是相互垂直还 是在一条直线上 D.波传播距离的远近

【精讲精析】 本题考查的是横波与纵波的分类标 准,初学者受教材中事例的影响(如绳波、弹簧纵波) ,容易认为横波中质点振动方向在竖直方向上,纵 波中质点振动方向在水平方向上.如果取一根弹簧 竖直放置,下端固定,手持上端上下振动,就可以 形成一列纵波向下传播,此时介质质点在竖直方向 上振动.横波与纵波在教材中唯一一个分类的标准 是看质点振动方向和波传播方向的关系,若互相垂 直,为横波;若在一条直线上,为纵波,因此只有 选项C正确.

【答案】

C

【题后反思】

解决这类问题要真正理解质点

振动方向与波的传播方向的关系.在横波中二

者“相互垂直”,在纵波中二者“在同一直线
上”.

变式训练 是( )

下列有关横波和纵波的说法,正确的

A.振源上下振动所形成的波是横波
B.振源水平振动所形成的波是纵波 C.波沿水平方向传播,质点沿竖直方向振动, 这类波是横波 D.横波的质点不随波迁移,但纵波的质点将随

波迁移
答案:C

振动与波动的关系
例3

关于振动和波动的关系,下列说法中正确 )

的是(

A.振动是形成波动的原因,波动是振动的传播 B.振动是单个质点呈现的运动现象,波动是许多 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

【思路点拨】

正确理解振动和波动的区别及关

系,然后结合各自的特点进行判断. 【自主解答】 机械波的产生条件是有波源和介

质.由于介质中的质点依次带动由近及远传播而
形成波,所以选项A和B正确.波的传播速度是波

形由波源向外延伸的速度,在均匀介质中其速度
大小不变,而质点振动的速度和方向都随时间周

期性地发生变化,选项C错误.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,不会随波源停止振动而停止传播,即波不会停

止传播,选项D错误.故本题应选A、B项.
【答案】 AB

本部分内容讲解结束
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