高中物理-選擇性必修1-第三章-1-波的形成

1波的形成1.通過(guò)觀察分析,理解波的形成過(guò)程和形成條件。2.通過(guò)實(shí)例分析,明確橫波和縱波的特征,能夠區(qū)分橫波和縱波。3.通過(guò)生活中的客觀現(xiàn)象,理解機(jī)械波的概念以及傳播特點(diǎn)。1.繩波模型如圖所示,手拿較長(zhǎng)軟繩的一端,上下擺動(dòng)一次,使繩上形成一個(gè)凸起部分,隨后形成

一個(gè)凹下部分,可以看到,這個(gè)凸起部分和凹下部分在繩上從一端向另一端移動(dòng)。

手持續(xù)上下擺動(dòng),在繩上就形成了波。1|波的形成

2.波的形成和傳播設(shè)想把一條繩子分成一個(gè)個(gè)小段,這些小段可以看作一個(gè)個(gè)相連的質(zhì)點(diǎn),這些質(zhì)點(diǎn)

之間存在著①

彈性力

的作用。當(dāng)手握繩端上下振動(dòng)時(shí),繩端②

帶動(dòng)

相鄰

的質(zhì)點(diǎn),使它也上下振動(dòng),這個(gè)質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點(diǎn)……繩上的質(zhì)點(diǎn)都跟著

振動(dòng)起來(lái),只是后面的質(zhì)點(diǎn)總是比前面的質(zhì)點(diǎn)③

遲

一些開(kāi)始振動(dòng)。這樣依次

帶動(dòng)下去,繩端這種上下振動(dòng)的狀態(tài)就沿繩子傳出去了,整體上形成了凹凸相間的

波形。2|橫波和縱波1.橫波:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互④

垂直

的波,叫作橫波。(1)波峰:在橫波中,凸起的⑤

最高

處叫作波峰。(2)波谷:在橫波中,凹下的⑥

最低

處叫作波谷。2.縱波:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一⑦

直線

上的波,叫作縱波。(1)密部:在縱波中,質(zhì)點(diǎn)分布最⑧

密

的位置叫作密部。(2)疏部:在縱波中,質(zhì)點(diǎn)分布最⑨

疏

的位置叫作疏部。知識(shí)拓展

(1)地震波既有橫波又有縱波;(2)水波既不是橫波,也不是縱波,是一種

比較復(fù)雜的機(jī)械波。名稱項(xiàng)目橫波縱波實(shí)物波形

概念質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方

向相互垂直的波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方

向在同一直線上的波介質(zhì)橫波一般只能在固體介質(zhì)中傳

播縱波在固體、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

和疏部規(guī)律總結(jié)

機(jī)械波中橫波和縱波的區(qū)別3|機(jī)械波1.介質(zhì):繩、彈簧、水、空氣等是⑩

波

借以傳播的物質(zhì),叫作介質(zhì)。2.機(jī)械波:

機(jī)械振動(dòng)

在介質(zhì)中傳播,形成了機(jī)械波。3.產(chǎn)生機(jī)械波的條件:同時(shí)存在

介質(zhì)

和

波源

。說(shuō)明有振動(dòng)不一定存在波,但有波一定存在振動(dòng)。4.機(jī)械波傳播的只是

振動(dòng)

這種運(yùn)動(dòng)形式,質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。5.波不但傳遞

能量

,而且可以傳遞

信息

。判斷正誤，正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“?”。1.從繩子的兩端同時(shí)抖動(dòng)繩子時(shí),繩子上所有質(zhì)點(diǎn)必定同時(shí)振動(dòng)。

(

?

)2.聲波在空氣中傳播時(shí)是縱波,在水中傳播時(shí)是橫波。

(

?

)3.科學(xué)探測(cè)表明,月球表面無(wú)大氣層,在月球上宇航員們無(wú)法面對(duì)面用語(yǔ)言交流。

(

√

)4.大型團(tuán)體操表演中,表演者按照口令,輪流起立蹲下形成的“人浪”是機(jī)械波。

(

?

)提示:團(tuán)體操表演的“人浪”是表演者有節(jié)奏地起立、下蹲形成的,沒(méi)有振動(dòng)形式

的傳播和帶動(dòng),所以形成的不是機(jī)械波。5.若塑料球掉入池塘里,可以往池塘中扔石塊,借助石塊激起的水波把球沖到岸

邊。

(

?)提示:向池塘中投入石塊,水面受到石塊的撞擊開(kāi)始振動(dòng),形成的水波向四周傳去,

但傳出去的只是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式,水只是上下振動(dòng)并不向外遷移,所以塑料球僅

能上下振動(dòng)而不是借助水波向岸邊運(yùn)動(dòng)。6.在敲響古剎里的大鐘時(shí),即使停止對(duì)大鐘的撞擊,大鐘仍“余音未絕”,這是因?yàn)?/p>

大鐘雖停止振動(dòng),但空氣仍在振動(dòng)。

(

?)提示:停止對(duì)大鐘的撞擊后,大鐘的振動(dòng)不會(huì)立即停止,振動(dòng)的能量不會(huì)憑空消失,

它會(huì)再振動(dòng)一段時(shí)間后因?yàn)樽枘岫Ｖ拐駝?dòng),因此還會(huì)在空氣中形成聲波。

|機(jī)械波及其特點(diǎn)情境

人們對(duì)火星并不陌生,這顆紅色的星球早在幾千年前就映入了老祖宗的眸

子里,幾百年前在伽利略的鏡筒里球體的兩極清晰可辨,然而人類依然回答不了一

個(gè)問(wèn)題:火星內(nèi)部到底是什么樣子的?于是,2018年11月27日人類“派出”了“洞察

號(hào)”火星探測(cè)器,讓它貼著火星地面去“聽(tīng)一聽(tīng)”那顆紅色星球上的地震波,可以

探測(cè)到肉眼看不到的世界。問(wèn)題1.我們知道聲波是機(jī)械波,那么地震波是否屬于機(jī)械波?提示:地震波屬于機(jī)械波。2.假設(shè)火星內(nèi)部沒(méi)有地質(zhì)活動(dòng),那么“洞察號(hào)”能否聽(tīng)到來(lái)自火星內(nèi)部的天然地震波?提示:否。若火星內(nèi)部沒(méi)有地質(zhì)活動(dòng),則沒(méi)有振源,而沒(méi)有振源就一定不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械波。3.在地球上,人們部署地震探測(cè)工程時(shí),往往通過(guò)人工震源來(lái)釋放機(jī)械波。然而火

星上沒(méi)有人工震源,火星內(nèi)部的地質(zhì)活動(dòng)也相當(dāng)微弱,那么“洞察號(hào)”探測(cè)器是如

何在火星上靠“聽(tīng)”來(lái)工作的呢?(提示:火星表面沒(méi)有大氣層的保護(hù))提示:由于火星表面沒(méi)有大氣層的保護(hù),會(huì)有一些小行星成功撞上火星,從而激發(fā)地

殼振動(dòng)。關(guān)于“洞察號(hào)”,便是依靠小行星撞上火星時(shí)引發(fā)的“地震”工作的。4.火星探測(cè)器通過(guò)“聽(tīng)”地震波來(lái)了解火星內(nèi)部,利用了波的什么特點(diǎn)?提示:利用了機(jī)械波可以傳遞信息的特點(diǎn)。機(jī)械波的特點(diǎn)(1)各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng),其振動(dòng)的頻率(或周期)都與波源的頻率(或周期)相同,各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同,但不同步,離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后。(2)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,而是在自己的

平衡位置附近振動(dòng)。(3)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用,前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),故可根據(jù)前一質(zhì)點(diǎn)

的位置確定后一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。此外,若不計(jì)能量損失,在均勻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振

動(dòng)的振幅應(yīng)相同。(4)機(jī)械波可以傳遞信息。

振動(dòng)波動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象波動(dòng)是相聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)群表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)成因質(zhì)點(diǎn)由于某種原因離開(kāi)平衡位置,同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力的作用各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力,介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng),并將振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)傳播出去運(yùn)動(dòng)性質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)波在同種均勻介質(zhì)中勻速傳播能量變化振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)