高中物理 第12章 第1节波的形成和传播课件 新人教版选修3-4

高中物理 第12章 第1节波的形成和传播课件 新人教版选修3-4

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 课标定位 知能优化训练 第 一 节 　 波 的 形 成 和 传 播 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 12－1－1所示，一个个小段可以看做一个个______ 的质点，这些质点之间存在着____________． 相连 相互作用 图12－1－1 2．波的形成：当手握绳端上下振动时，绳端 ________相邻质点，使它也上下振动．这个质点 又_______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 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_______这种运动形 式． 带动 带动 振动 振动 振动 二、横波和纵波 1．横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_______的 波，叫做横波． (1)波峰：在横波中，________________叫做波峰． (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． (1)密部：在纵波中，_______________________叫做密 部． (2)疏部：在纵波中，_________________________叫做疏 部． 垂直 凸起的最高处 凹下的最低处 在同一直线上 质点分布最密的位置 质点分布最疏的位置 三、机械波 1．介质：_________________叫做介质． 2．机械波：_______________在介质中传播形成了 机械波． 3．产生机械波的条件：同时存在_________和 _______． 说明：有振动不一定存在波，但有波一定存在振动． 能传播波的物质 机械振动 波源 介质 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． 5．波是传递_________的一种方式，而且可以 传递________． 能量 信息 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． 即时应用(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 运动 现象 振动是单个质点所 表现出的周而复始 的运动现象 波动是质点群联合起来 表现出的周而复始的运 动现象 运动 成因 质点由于某种原因 离开平衡位置，同 时受到指向平衡位 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 振　动 波　动 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 联 系 (1)振动是波的起因，波是振动的传播 (2)有波动一定有振动，有振动不一定有波动 (3)波动的周期等于质点振动的周期 即时应用(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 图12－1－2 【答案】　 见精讲精析 【方法总结】　波动过程中介质中各质点的振动 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”． 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 横波和纵波的区别 【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　下列有关横波和纵波的说法，正确的 是(　　) 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 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 振动与波动的关系 【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