高中物理 2.1 機(jī)械振動(dòng)的傳播課件 滬科版選修34.ppt

第2章機(jī)械波 2 1機(jī)械振動(dòng)的傳播 1 理解機(jī)械波的形成過程和產(chǎn)生條件 2 知道機(jī)械波的種類 橫波和縱波的概念 3 明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn) 學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 知識(shí)儲(chǔ)備區(qū) 知識(shí)鏈接 1 平衡位置往復(fù) 知識(shí)儲(chǔ)備區(qū) 2 帶動(dòng)帶動(dòng)遲一些3 1 振源 2 介質(zhì)4 垂直最高處最低處同一直線密集稀疏5 機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)形式能量信息 新知呈現(xiàn) 學(xué)習(xí)探究區(qū) 一 機(jī)械波的形式 二 橫波和縱波 三 波傳遞的是能量和信息 四 振動(dòng)和波動(dòng)的區(qū)別 一 機(jī)械波的形式 問題設(shè)計(jì) 你看過藝術(shù)體操的 帶操 表演嗎 如圖1所示 運(yùn)動(dòng)員手持細(xì)棒抖動(dòng)彩帶的一端 彩帶隨波翻卷 這是波在彩帶上傳播的結(jié)果 你知道波是如何形成的嗎 圖1 答案彩帶一端振動(dòng)帶動(dòng)彩帶上相鄰部分振動(dòng) 依次逐漸引起整個(gè)彩帶振動(dòng) 要點(diǎn)提煉 1 波形成的原因 以繩波為例 如圖2所示 圖2 1 可以將繩分成許多小部分 每一小部分看做 2 在無外來擾動(dòng)之前 各個(gè)質(zhì)點(diǎn)排列在同一直線上 各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置稱為各自的 3 由于外來的擾動(dòng) 會(huì)引起繩中的某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 首先振動(dòng)的這個(gè)質(zhì)點(diǎn)稱為 質(zhì)點(diǎn) 平衡位置 波源 4 由于繩中各質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用力 作為波源的質(zhì)點(diǎn)就周圍質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 并依次鄰近質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 于是振動(dòng)就在繩中由近及遠(yuǎn)地傳播 2 產(chǎn)生條件 1 要有 2 要有傳播振動(dòng)的 帶動(dòng) 帶動(dòng) 振源 介質(zhì) 例1如圖3所示 是某繩波形成過程的示意圖 質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿垂直直線方向做簡諧運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng)2 3 4 各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng) 把振動(dòng)從繩的左端傳到右端 已知t 0時(shí) 質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng) t 時(shí) 質(zhì)點(diǎn)1到達(dá)最上方 質(zhì)點(diǎn)5開始向上運(yùn)動(dòng) 問 圖3 1 t 時(shí) 質(zhì)點(diǎn)8 12 16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 是否運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)方向 如何 解析各質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的情況 如圖所示 1 由甲圖可知 t 時(shí) 質(zhì)點(diǎn)8未達(dá)到波峰 正在向上振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)12 16未振動(dòng) 答案見解析 2 t 時(shí) 質(zhì)點(diǎn)8 12 16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何 解析由乙圖可知 t 時(shí) 質(zhì)點(diǎn)8正在向下振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)12正在向上振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)16未振動(dòng) 答案見解析 3 t t時(shí) 質(zhì)點(diǎn)8 12 16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何 解析由圖丙可知 t t時(shí) 質(zhì)點(diǎn)8 12正在向下振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)16正在向上振動(dòng) 答案見解析 問題設(shè)計(jì) 二 橫波和縱波 2011年3月 日本東北部海域發(fā)生里氏9 0級強(qiáng)地震 其引發(fā)的海嘯加上核泄漏事故給日本帶來巨大的損失 通過視頻咱們可以觀察到地震發(fā)生時(shí) 地面會(huì)產(chǎn)生前后或左右的晃動(dòng) 也會(huì)產(chǎn)生豎直方向的振動(dòng) 你知道這是為什么嗎 答案地震波有縱波和橫波 不同的波引起地面的振動(dòng)不同 要點(diǎn)提煉 1 橫波定義 把介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向的波叫做橫波 如繩波 1 在橫波中 凸起的最高處叫做 凹下去的最低處叫做 橫波是以波峰和波谷這個(gè)形式將機(jī)械振動(dòng)傳播出去的 這種波在傳播時(shí)呈現(xiàn)出凸凹相間的波形 2 橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產(chǎn)生彈力作用所致 故純粹的橫波只能通過固體傳播 垂直 波峰 波谷 2 縱波定義 把介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟波的傳播方向在的波叫做縱波 1 在縱波中 質(zhì)點(diǎn)分布密集的地方叫做 質(zhì)點(diǎn)分布稀疏的地方叫做 縱波在傳播時(shí)呈現(xiàn)出疏密相間的波形 同一 直線上 密部 疏部 2 在縱波的情況下 物體的各部分經(jīng)常受到壓縮和拉長 也就是說經(jīng)常在改變自己的體積 在體積改變時(shí) 固體內(nèi)固然要產(chǎn)生彈力 液體和氣體也要產(chǎn)生彈力 所以縱波在這三種狀態(tài)的介質(zhì)中都能傳播 例2下列關(guān)于橫波和縱波的說法正確的是 a 凸凹相間的波叫橫波 凸起的最高處叫波峰 凹下的最低處叫波谷b 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波c 縱波的波形是疏密相間的 質(zhì)點(diǎn)分布密集的部分叫密部 分布稀疏的地方叫疏部d 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波 解析橫波具有波峰和波谷 a正確 振動(dòng)的方向與傳播的方向垂直的波為橫波 振動(dòng)的方向與傳播的方向在同一直線上的波為縱波 b錯(cuò)誤 d正確 縱波有疏部和密部且波形是疏密相間的 c正確 答案acd 返回 問題設(shè)計(jì) 三 波傳遞的是能量和信息 一同學(xué)不小心把一只排球打入湖中 為使球能漂回岸邊 這位同學(xué)采用不斷將石頭拋向湖中的方法 這位同學(xué)能否通過這種方法把排球沖上岸 這說明波傳播的是什么 答案不能 石頭激起的水波向四周傳播 浮在水面上的排球隨水上下起伏 不能到達(dá)河岸 這說明波傳播時(shí)介質(zhì)不隨波遷移 傳播的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式 要點(diǎn)提煉 波傳播的特點(diǎn) 1 波傳播的是 而介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移 2 波在傳遞運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí) 也傳遞和 振動(dòng)形式 能量 信息 例3關(guān)于機(jī)械波的說法正確的是 a 相鄰的質(zhì)點(diǎn)要相互做功b 縱波的質(zhì)點(diǎn)可以隨波遷移 而橫波的質(zhì)點(diǎn)不能c 振源開始時(shí)怎樣振動(dòng) 其他質(zhì)點(diǎn)開始時(shí)就怎樣振動(dòng)d 除振源外波中各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng) 解析機(jī)械波是由于介質(zhì)中前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn) 使振源的振動(dòng)形式與振源的能量向遠(yuǎn)處傳播而形成的 前后質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力 因而相互做功 故a正確 波傳播過程中 各質(zhì)點(diǎn)只能在各自的平衡位置附近振動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移 縱波也是機(jī)械波 因此b錯(cuò) 每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是由振源依次帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn) 每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng) 每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的頻率都與振源頻率相同 并且都 仿照 振源振動(dòng) 故c d正確 答案acd 返回 四 振動(dòng)和波動(dòng)的區(qū)別 例4關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系 下列說法中正確的是 a 振動(dòng)是波的成因 波是振動(dòng)的傳播b 振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象c 波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度d 波源停止振動(dòng)時(shí) 波立即停止傳播 解析機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì) 由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng) 由近及遠(yuǎn)地傳播而形成波 所以選項(xiàng)a b正確 波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度 在均勻介質(zhì)中其速度大小不變 而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 介質(zhì)中一旦形成了波 介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)就會(huì)將振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)的向外傳播 當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí) 介質(zhì)中已經(jīng)振動(dòng)起來的質(zhì)點(diǎn)還在振動(dòng) 所以波將繼續(xù)傳播 選項(xiàng)d錯(cuò)誤 答案ab 返回 課堂要點(diǎn)小結(jié) 機(jī)械波的產(chǎn)生 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn) 后面質(zhì)點(diǎn)滯后于前面質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移 機(jī)械波的產(chǎn)生條件 波源介質(zhì) 機(jī)械波的分類 橫波 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直縱波 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上 機(jī)械波的傳播 振動(dòng)形式能量和信息 返回 自我檢測區(qū) 1 2 3 1 2 3 1 下列對機(jī)械波的認(rèn)識(shí)正確的是 a 形成機(jī)械波一定要有振源和介質(zhì)b 振源做簡諧運(yùn)動(dòng)形成的波中 各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況完全相同c 橫波向右傳播時(shí) 處于波峰的質(zhì)點(diǎn)也向右遷移d 機(jī)械波向右傳播時(shí) 右方的質(zhì)點(diǎn)比左方的質(zhì)點(diǎn)早一些振動(dòng) 1 2 3 解析振源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)必不可少的條件 故a正確 簡諧運(yùn)動(dòng)在介質(zhì)中傳播時(shí) 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做簡諧運(yùn)動(dòng) 沿波的傳播方向 后面的質(zhì)點(diǎn)比前面的質(zhì)點(diǎn)總要晚一些開始振動(dòng) 但質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移 而且各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一致 故b c d均錯(cuò) 答案a 1 2 3 2 下列關(guān)于橫波與縱波的說法中 正確的是 a 聲波一定是縱波b 水波一定是橫波c 地震波既有橫波 也有縱波d 縱波中的質(zhì)點(diǎn)要隨波遷移 橫波中的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移 1 2 3 解析聲波可以在空氣中傳播 也可以在液體和固體中傳播 空氣中的聲波一定是縱波 而液體 固體中的聲波既可能是縱波 也可能是橫波 故a錯(cuò) 水波既不是橫波 也不是縱波 它的運(yùn)動(dòng)形式比較復(fù)雜 故b錯(cuò) 地震波既有橫波 也有縱波 故發(fā)生地震時(shí) 地面既有上下振動(dòng) 也有左右振動(dòng) c正確 1 2 3 無論是橫波 還是縱波 介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)都不隨波發(fā)生遷移 故d錯(cuò) 答案c 1 2 3 3 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系 下列說法正確的是 a 有機(jī)械波必有振動(dòng)b 有機(jī)械振動(dòng)必