魯科版選擇性必修第一冊3.1波的形成和描述課件（40張）

3.1波的形成和描述第3章機械波魯科版（2019版）選擇性必修1學習目標彩帶上的波復(fù)習0超聲波加濕器超聲波清洗機復(fù)習01、受迫振動的特點；共振的條件；2、簡諧運動的特點3、簡諧運動的位移公式和圖像；波的形成與傳播1實驗表明，當繩的一端在手的作用下振動時，繩上的各點都會受到影響并隨之振動起來，于是在繩上形成波。波源介質(zhì)振動的繩端、水面上的振動點、振動的聲帶、地震的震源等1.1機械波的條件繩、水、空氣、地殼等都是傳播波的物質(zhì)，波的形成與傳播11.2機械波的形成和傳播以繩波為例波的形成與傳播11.2機械波的形成和傳播設(shè)想:把繩分成很多小段相鄰兩質(zhì)點之間會存在相互作用的力分析形成過程波的形成與傳播11.2機械波的形成和傳播波源介質(zhì)質(zhì)點間的相互作用前一質(zhì)點帶動后一質(zhì)點以振動的形式向外傳播機械波波的形成與傳播11.2機械波的形成和傳播振動在繩上傳播，形成了繩波請用一句話總結(jié)這個分析過程：一根繩，無數(shù)段，前后質(zhì)點力相連；前帶后，后跟前，振動形式沿繩傳。波的形成與傳播11.3機械波的傳播特點1.繩上各點有沒有隨波遷移？波傳播的是什么？2.繩上各點是同時起振的嗎？起振方向相同嗎？3.繩上各點起振方向一致嗎？4.繩上各點振動頻率相同嗎？5.不同時刻繩上波的形狀是怎樣變化的？波的形成與傳播11.3機械波的傳播特點序號特點123456波在傳播時，各質(zhì)點都在做受迫振動。每個振動的質(zhì)點的周期都等于波源的振動周期離波源越遠的質(zhì)點振動越滯后介質(zhì)中的質(zhì)點振動需要傳播時間，各點所需時間不同介質(zhì)中每個質(zhì)點的起振方向與波源的起振方向相同介質(zhì)中振動的各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做往復(fù)運動（周期特點），不隨波遷移?！安ā眰鬟f的只是“振動”這種形式“前一質(zhì)點”帶動“后一質(zhì)點”；換種說法“后一質(zhì)點”追趕（或者重復(fù)）“前一質(zhì)點”---判斷某質(zhì)點的振動方向波傳遞振動運動形式的同時，也傳遞能量和信息；振幅是否相同，取決是否存在阻力波源的振動信息特點波的形成與傳播11.4振動和波動的關(guān)系③波源停振后，介質(zhì)中的波動并不立即停止，而是繼續(xù)向遠處傳播，直到振動能量完全損失。①振動是波動的起因，波動是振動在介質(zhì)中向周圍的傳播。②波動的周期等于質(zhì)點振動的周期。波的形成與傳播1例題：某繩波形成過程的示意圖如圖所示，質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2,3,4…各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知t＝0時，質(zhì)點1開始向上運動，t＝時，1到達最上方，5開始向上運動。問：（1）當t＝T/2時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)(是否運動、運動方向)如何？（2）當t＝3T/4時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？波的形成與傳播1例題、【多選】關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中正確的是(

)A．振動是波的成因，波是振動的傳播；B．振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象；C．波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度；D．波源停止振動時，波立即停止傳播；AB波的分類2按質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的關(guān)系可分為：縱波橫波質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的相互垂直；質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的在同一直線上；按是否有介質(zhì)可分為：電磁波機械波需要介質(zhì)；如繩波、水波、聲波、地震波不需要介質(zhì)；如光、電磁波；波的分類22.2橫波的特點⑴橫波：質(zhì)點振動方向跟波的傳播方向相互垂直⑵波峰：凸起的最高處叫做波峰。⑶波谷：凹下的最低處叫做波谷。常見的橫波有：繩波、電磁波波的分類22.3縱波的特點：⑴縱波：質(zhì)點振動方向跟波的傳播方向沿同一直線。⑵密部：質(zhì)點分布最密的地方叫做密部。⑶疏部：質(zhì)點分布最疏的地方叫做疏部。常見的縱波有：聲波波的分類2請點擊手波的分類2①聲波是縱波②水波既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波。③地震波既有橫波又有縱波波的分類2例題：關(guān)于縱波與橫波，下列說法正確的是(

)A．振源上下振動形成的波是橫波；B．振源水平振動形成的波是縱波；C．波沿水平方向傳播，質(zhì)點上下振動，這類波是橫波；D．質(zhì)點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波；C波的描述33.1波的圖像橫坐標表示各質(zhì)點的平衡位置縱坐標表示同一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移①橫縱坐標意義.YXO正方向負方向描點法作圖②波的圖像波的描述3(1)波的圖象表示介質(zhì)中各個質(zhì)點在同一時刻偏離平衡位置的位移的情況。(2)在不同時刻質(zhì)點振動的位移不同，波的圖像也隨之改變。③波的圖象意義：④簡諧波波源做簡諧運動時，在各個時刻波的圖像是一條正弦（或余弦）曲線，這種波稱為簡諧波（simpleharmonicwave）。x/cmy/cm0v123456波的描述3⑤振動圖像波動圖像課本P62---簡諧運動的圖像是一條正弦（或余弦）曲線；橫波中的各質(zhì)點做簡諧運動時，其圖像也是一條正弦（或余弦）曲線。如圖3-10所示的兩圖像中，一個是振動圖像，另一個是波的圖像，你能將它們區(qū)分開來嗎？它們的物理意義分別是什么？請說出理由，并與同學討論交流。波的描述33.2波的特征3.2.1周期（T）各質(zhì)點的振動周期相同，都等于波源的振動周期；符號：T，單位：s介質(zhì)中質(zhì)點振動的頻率就是波的頻率，用f表示。3.2.2波長（λ）由波源決定兩個相鄰的、相對平衡位置的位移和振動方向總是相同的質(zhì)點間的距離，稱為波長（wavelength）物理意義：反映了波動在空間上的周期性。在橫波中,兩個相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長.在縱波中,兩個相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于波長．波的描述3拓展一步；同向點間的距離差Δx是多少呢？反向點間的距離差Δx是多少呢？3.3.3波速將振動傳播的距離與傳播時間之比稱為波速（wavespeed）。描述的是振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度。物理意義：經(jīng)過一個周期，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長。由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定的波的描述3波速（波的傳播速度）是一個定值；振動速度時變化的（大小、方向都在變化）

同一列波在同一介質(zhì)中勻速傳播。

區(qū)分波速和振動速度。例題：【多選】下列關(guān)于波速的正確說法是（）A.反映了振動在介質(zhì)中傳播的快慢；B.反映了介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢；C.波速由介質(zhì)決定，與波源無關(guān)；D.反映了介質(zhì)中質(zhì)點遷移的快慢；AC波的描述33.3.4三者關(guān)系

在波動中，每經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長λ周期由波源決定（因為質(zhì)點都是做受迫振動）；波速由介質(zhì)決定；波長由波源和介質(zhì)共同決定；波的描述33.3.5由圖像可得：振幅A（注意單位），波長λ某質(zhì)點的該時刻的位移x；某質(zhì)點的該時刻的振動速度的方向及變化；區(qū)別：振動速度傳播速度；x/cmy/cm0v123456波的描述3方法(1)：帶動法（前一質(zhì)點）YXO波的傳播方向P質(zhì)點振動方向與前一點(靠近振源)的振動方向一致3.3.6波傳播方向質(zhì)點振動方向的判斷方法：波的描述33.3.6波傳播方向質(zhì)點振動方向的判斷方法：方法(2)：(沿波傳播方向看)上下坡法0x/cmy/cmvACDE沿波的傳播方向看，上坡質(zhì)點向下振，下坡質(zhì)點向上振。BF波的描述33.3.6波傳播方向質(zhì)點振動方向的判斷方法：方法(3)：同側(cè)法0x/cmy/cmvABCDA：向下C：向下D：向下B：向上波的描述33.3.6波傳播方向質(zhì)點振動方向的判斷方法：x/cmy/cm0v123456微平移法例題4例題1：一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點時波形如圖所示，再經(jīng)0.6s，N點開始振動，則該波的振幅A為

，頻率f為

。例題4課本P64---停在水面上的兩艘船相距24m。一列水波在湖面上傳播開來，使船每分鐘上下振動20次。當甲船位于波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有另一個波峰，如圖所示。若將水波視為橫波，求這列水波的波長和波速。例題4課本P67---2.一列簡諧橫波沿x軸傳播，在某時刻波的圖像如圖所示。已知此時質(zhì)點e的運動方向向下，則（）

A.此波沿x軸正方向傳播；

B.質(zhì)點c此時向下運動；

C.質(zhì)點a將比質(zhì)點b先回到平衡位置；

D.質(zhì)點d振幅為0例題4課本P67---3.用手握住較長軟繩的一端連續(xù)上下抖動，形成一列簡諧橫波。某一時刻的波形如圖所示，繩上a、b兩質(zhì)點均處于波峰位置。下列說法正確的是（）

A.a、b兩質(zhì)點之間的距離為半個波長；

B.a、b兩質(zhì)點振動開始時刻相差半個周期；

C.質(zhì)點b完成的全振動次數(shù)比質(zhì)點a多一次；

D.質(zhì)點b完成的全振動次數(shù)比質(zhì)點a少一次；例題4課本P67---4.抖動繩子的一端，繩子每秒鐘做兩次全振動，產(chǎn)生如圖所示的橫波。求繩上橫波的頻率、波長和波速，并畫出1.25s后的波形圖。若要增大繩波的波長，抖動繩子的頻率該如何改變？課本P67---5.有人用下列方法測量聲音的傳播速率。如圖所示，兩只船相距14km，一只船上的實驗員向水里放一口鐘，當她敲鐘時，船上的火藥同時發(fā)光；另一只船上的實驗員向水里放一個聽音器，他看到火藥發(fā)光后10s，聽到了水下的鐘聲。請根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算水中的聲速。例題4課本P68--