新教材同步系列2024春高中物理第3章機(jī)械波第1節(jié)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播教師用書粵教版選擇性必修第一冊(cè)

第一節(jié)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播1．能對(duì)波動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行分析和推理，認(rèn)識(shí)波的形成過程．2．知道機(jī)械波的產(chǎn)生條件，知道什么是橫波、縱波．3．認(rèn)識(shí)波是振動(dòng)的傳播，知道波在傳播振動(dòng)形式、能量和信息．知識(shí)點(diǎn)一認(rèn)識(shí)機(jī)械波1．機(jī)械波的定義機(jī)械振動(dòng)在媒介中的傳播叫作機(jī)械波．2．波源要產(chǎn)生機(jī)械波，必須有一個(gè)振動(dòng)源，稱為波源．3．形成機(jī)械波需要兩個(gè)條件機(jī)械振動(dòng)的波源和傳播振動(dòng)的介質(zhì)．知識(shí)點(diǎn)二機(jī)械波的傳播1．產(chǎn)生機(jī)理波源帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)，該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)后會(huì)同樣帶動(dòng)其相鄰質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)．2．傳播特點(diǎn)(1)機(jī)械波既傳播振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，同時(shí)也將波源的能量傳播出去．(2)在波傳播的過程中，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置附近做上下振動(dòng)，并未形成沿機(jī)械波傳播方向的宏觀移動(dòng)．知識(shí)點(diǎn)三橫波與縱波1．橫波的定義介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的機(jī)械波．2．縱波的定義波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在同一直線上的機(jī)械波．1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)．(1)機(jī)械波傳播的是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)． (×)(2)機(jī)械波傳播的是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式． (√)(3)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位置不斷轉(zhuǎn)換便形成波． (×)(4)波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播． (×)2．將一個(gè)小石子投向平靜的湖面中心，會(huì)激起一圈圈向外傳播的波紋，如果此時(shí)水面上有一片樹葉，下列對(duì)樹葉運(yùn)動(dòng)情況的敘述正確的是()A．樹葉慢慢向湖心運(yùn)動(dòng)B．樹葉慢慢向湖岸漂去C．在原位置上下振動(dòng)D．沿著波紋做圓周運(yùn)動(dòng)C[波在傳播過程中，只傳遞振動(dòng)能量和波源所發(fā)出的信息，而各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，故選C．錯(cuò)選B的原因主要是對(duì)波的傳播特點(diǎn)不能很好地理解．]3．下列說法正確的是()A．對(duì)于橫波和縱波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反B．對(duì)于縱波，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向一定相同C．形成縱波的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移D．空氣介質(zhì)只能傳播縱波D[質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波是橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行的波是縱波，A錯(cuò)誤；縱波質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向與波的傳播方向有時(shí)相同，有時(shí)相反，B錯(cuò)誤；無論橫波還是縱波，質(zhì)點(diǎn)都不隨波遷移，C錯(cuò)誤；橫波不能在空氣中傳播，空氣只能傳播縱波，D正確．]藝術(shù)體操也叫韻律體操，是一種藝術(shù)性很強(qiáng)的女子競(jìng)賽體操項(xiàng)目．19世紀(jì)末20世紀(jì)初起源于歐洲．藝術(shù)體操表演項(xiàng)目有很多，絲帶舞表演就是其中之一，如圖所示是一幅絲帶舞的表演圖．討論：(1)絲帶上的各點(diǎn)有沒有隨波遷移？(2)運(yùn)動(dòng)員的手停止抖動(dòng)后，絲帶上的波會(huì)立即停止嗎？提示：(1)沒有．絲帶上的各點(diǎn)只在豎直方向上下振動(dòng)．(2)不會(huì)．當(dāng)手停止抖動(dòng)后，波仍向右傳播．波的形成和傳播1．機(jī)械波的形成波源↓以振動(dòng)的形式向外傳播↓機(jī)械波2．機(jī)械波的特點(diǎn)(1)振幅：若不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅相同．(2)周期(頻率)：各質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，所以各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)均與波源的振動(dòng)周期(頻率)相同．(3)步調(diào)：離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后．(4)運(yùn)動(dòng)：各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移；各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源開始振動(dòng)的方向相同．(5)實(shí)質(zhì)：機(jī)械波向前傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，同時(shí)也可以傳遞能量和信息．【典例1】(多選)如圖是一條軟繩，繩上選有18個(gè)質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng)，其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)，從而形成簡(jiǎn)諧波．由波的形成及圖示可知，下列說法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)B．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后，在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C．繩子上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同D．繩子上波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒ACD[質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，A正確；每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)后，只在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水平方向不隨波遷移，B錯(cuò)誤；繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，振動(dòng)周期等于波源振動(dòng)周期，C正確；波的傳播過程，也是能量的傳播過程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒，D正確．]波動(dòng)過程介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)波動(dòng)過程介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可用三句話來描述，即：(1)先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)．(2)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)．(3)后振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)落后于先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)．概括起來就是“帶動(dòng)、重復(fù)、落后”．[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)內(nèi)傳播，若波源質(zhì)點(diǎn)突然停止振動(dòng)，則()A．所有質(zhì)點(diǎn)立即停止振動(dòng)B．已經(jīng)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)將繼續(xù)振動(dòng)，未振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不可能再振動(dòng)C．能量繼續(xù)向遠(yuǎn)處傳遞D．能量立即停止傳遞C[當(dāng)波源的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直時(shí)，稱之為橫波．當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)，由于波是使質(zhì)點(diǎn)間相互帶動(dòng)，并且重復(fù)，同時(shí)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)滯后，所以離波源近的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，然后才是遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)停止振動(dòng)；波的能量仍在質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)下傳播．最終所有質(zhì)點(diǎn)將會(huì)停止振動(dòng)，但靠近波源先停止，遠(yuǎn)離波源后停止振動(dòng)，故A、D錯(cuò)誤，C正確；已經(jīng)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)振動(dòng)，尚未振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，將在波的能量傳播后，會(huì)停止振動(dòng)，故B錯(cuò)誤．]橫波和縱波橫波和縱波的比較種類橫波縱波概念在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線上介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播特征在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部【典例2】關(guān)于橫波和縱波，下列說法正確的是()A．振源上下振動(dòng)形成的波是橫波B．振源水平振動(dòng)形成的波是縱波C．波沿水平方向傳播，質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，這類波是橫波D．質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng)，波沿水平方向傳播，這類波是縱波C[根據(jù)縱波與橫波的定義知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波是橫波，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波是縱波，并不是上下振動(dòng)與水平振動(dòng)的問題，所以A、B項(xiàng)錯(cuò)誤，C正確；對(duì)于D，波沿水平方向傳播、質(zhì)點(diǎn)水平方向振動(dòng)不足以說明質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上，則D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。][跟進(jìn)訓(xùn)練]2．區(qū)分橫波和縱波的依據(jù)是()A．質(zhì)點(diǎn)沿水平方向還是沿豎直方向振動(dòng)B．波沿水平方向還是沿豎直方向傳播C．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向是相互垂直還是在一條直線上D．波傳播距離的遠(yuǎn)近C[橫波與縱波分類的依據(jù)是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波傳播方向的關(guān)系，若兩者互相垂直，為橫波，若兩者在一條直線上，為縱波，故答案為C。]1．關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是()A．波的傳播過程也是能量的傳播過程B．在波的傳播過程中，介質(zhì)和運(yùn)動(dòng)形式一起傳播C．在波的傳播過程中，所有振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)D．機(jī)械波在真空中也能傳播A[機(jī)械波在傳播振動(dòng)形式的過程中，同時(shí)將能量由近及遠(yuǎn)傳遞，但介質(zhì)不隨波傳播，故A正確，B錯(cuò)誤；在機(jī)械波形成的過程中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做振動(dòng)，并不一定是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；機(jī)械波不能在真空中傳播，故D錯(cuò)誤．故選A．]2．(多選)關(guān)于機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)，下列說法中正確的是()A．機(jī)械振動(dòng)就是機(jī)械波，機(jī)械波就是機(jī)械振動(dòng)B．有機(jī)械波，則一定有機(jī)械振動(dòng)C．機(jī)械波就是質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)路徑D．在波傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都有相同的振動(dòng)頻率和振幅BD[機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波，A錯(cuò)誤；機(jī)械波的形成有兩個(gè)條件，一是要有波源，二是要有介質(zhì)，所以，有機(jī)械波一定有機(jī)械振動(dòng)，B正確；在波的形成和傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，C錯(cuò)誤；離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依靠前面質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)，所以頻率、振幅相同，D正確．故選B、D．]3．(2022·黑龍江哈爾濱三中高二期末)關(guān)于振動(dòng)和波，下列說法正確的是()A．有機(jī)械波必有振動(dòng)B．縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直C．縱波中，波水平向右傳播，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)一定上下振動(dòng)D．波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中的波動(dòng)立即停止A[產(chǎn)生機(jī)械波的條件是有振動(dòng)的波源和傳播機(jī)械波的介質(zhì)，故有機(jī)械波必有振動(dòng)，A正確；縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行，B、C錯(cuò)誤；波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中的波仍繼續(xù)向遠(yuǎn)處傳播直到振動(dòng)的能量完全損失為止，D錯(cuò)誤．]4．關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向B．機(jī)械波可以在真空中傳播C．任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)D．振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)D[在橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向垂直于波傳播的方向，在縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向平行，A錯(cuò)誤；機(jī)械波只能借助于介質(zhì)傳播，不可以在真空中傳播，B錯(cuò)誤；波在傳播過程中，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，C錯(cuò)誤；振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)，D正確．]5．關(guān)于橫波與縱波，下列說法正確的是()A．縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，且做變速運(yùn)動(dòng)B．橫波可以在氣體、液體、固體中傳播，而縱波只能在固體中傳播C．橫波一定是水平傳播的，縱波一定是豎直傳播的D．橫波在傳播過程中有波峰和波谷，縱波在傳播過程中有疏部和密部D[縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向平行，質(zhì)點(diǎn)做變速運(yùn)動(dòng)，縱波在同一種均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；橫波只能在固體中傳播，縱波能在氣體、液體、固體中傳播，B錯(cuò)誤；橫波和縱波都能既在水平方向上傳播，也能在豎直方向上傳播，C錯(cuò)誤；橫波在傳播過程中有波峰和波谷，縱波在傳播過程中有疏部和密部，D正確．]回顧本節(jié)內(nèi)容，自主完成以下問題：1．要形成機(jī)械波需要什么條件？提示：波源和介質(zhì)．2．各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是自由振動(dòng)還是受迫振動(dòng)？提示：受迫振動(dòng)．3．橫波與縱波的區(qū)別？提示：橫波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直，縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在一條直線上．課時(shí)分層作業(yè)(八)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播考點(diǎn)一波的形成和傳播1．(多選)關(guān)于機(jī)械波的形成，下列說法正確的是()A．物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波B．后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng)，只是時(shí)間上落后一步C．參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都相同D．機(jī)械波是介質(zhì)隨波遷移BC[若只有物體振動(dòng)，而周圍沒有傳播這種振動(dòng)的介質(zhì)，振動(dòng)不可能由近及遠(yuǎn)傳播出去形成機(jī)械波，A錯(cuò)誤；機(jī)械波中各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)波源的振動(dòng)，振動(dòng)頻率都等于波源的頻率，只是離波源越遠(yuǎn)，振動(dòng)步調(diào)越落后，B、C正確；機(jī)械波中介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近振動(dòng)，不隨波遷移，離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是通過離波源近的各質(zhì)點(diǎn)的傳遞從波源獲得的，D錯(cuò)誤．]2．以下對(duì)機(jī)械波的認(rèn)識(shí)正確的是()A．形成機(jī)械波一定要有波源和介質(zhì)B．波源做簡(jiǎn)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)A[波源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)必不可少的條件，故A正確；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，沿波的傳播方向上，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錯(cuò)誤．]3．(多選)關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是()A．介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力B．前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)不一定落后于前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)C．波傳播的速度方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度方向相同D．波除了傳遞能量和振動(dòng)形式外，還可以傳遞信息AD[波在傳播過程中，由于介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用，離波源較近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后面質(zhì)點(diǎn)就重復(fù)并落后于前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；波的傳播速度與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度不是一回事，在橫波中，兩者方向相互垂直，而在縱波中，兩者方向在同一條直線上，故C錯(cuò)誤；除了傳遞能量，波傳播的還有振動(dòng)形式，而振動(dòng)形式本身就是一種信息，如果制成各種不同的信息附加于這種振動(dòng)形式上，波傳播的同時(shí)就傳遞了信息，故D正確．]4．下列關(guān)于波的應(yīng)用，正確的是()A．要使放在河中的紙船逐漸靠近河岸，可向比紙船更遠(yuǎn)處投擲石子形成水波B．兩個(gè)在水中潛泳并且靠得較近的運(yùn)動(dòng)員能聽到對(duì)方發(fā)出的聲音是聲波在液體中傳播的應(yīng)用C．光纜利用機(jī)械波傳播信息D．宇航員在宇宙飛船里，擊打船壁只能引起機(jī)械振動(dòng)不能形成聲波B[機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的過程中，質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動(dòng)，介質(zhì)本身并不遷移，故A錯(cuò)；光纜是利用光傳播信息的，故C錯(cuò)；固體也能傳播機(jī)械波，故D錯(cuò)；聲波可以在水中傳播，且比在空氣中的傳播速度快，故B正確．]考點(diǎn)二橫波和縱波5．下列關(guān)于橫波、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．沿橫向傳播的波叫橫波，沿縱向傳播的波叫縱波D．沿橫向傳播的波叫縱波，沿縱向傳播的波叫橫波A[質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波為橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波為縱波，B、C、D錯(cuò)誤；橫波具有波峰和波谷，A正確．]6．如圖是一列沿著繩向右傳播的繩波波形，此時(shí)波剛傳到B點(diǎn)，由圖可判斷波源A點(diǎn)開始的振動(dòng)方向是()A．向左B．向右C．向下