《2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案：第2章第1讲机械波的形成和传播.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中创新设计物理教科版选修3-4学案：第2章第1讲机械波的形成和传播.docx（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第 1 讲机械波的形成和传播目标定位 1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道波的种类及横波和纵波的概念 .3.明确机械波传播的特点一、机械波的形成和传播1 波的形成由于绳的各部分之间都有相互作用的弹力联系着，所以当手抖动绳的一端，紧靠这一端的质点运动， 它会带动相邻的质点运动，依次传递下去 每一个质点都在重复绳一端的振动，后一个质点的运动状态总是滞后于前一个质点的运动状态2 介质能够传播振动的物质3 机械波机械振动在介质中的传播4 波源引起初始振动的装置5机械波是机械振动这一运动形式(包括波源的振动信息)的传播，介质本身并没有沿着波的方向发生迁移6波是传递能量的一种方式二、横波与纵波1按
2、介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波2 横波(1)定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直的波(2)标识性物理量波峰：凸起来的最高处波谷：凹下去的最低处3 纵波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波(2)标识性物理量密部：介质中质点分布密集的部分疏部：质点分布稀疏的部分4 简谐波 ：如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波.一、波的形成和传播1 波的形成传播波的物质， 如水、绳、空气等，可以分成许多小部分，每一小部分都可以看作质点当第 1页其中一个 点振 ， 由于 点 的相互作用， 就 相 的 点振 起来， 点又 后面的 点振 起来， 振 的
3、状 就 播出去， 形成了机械波2 机械波的 播(1)各 点的振 周期都与波源的振 周期相同(2)离波源越 ， 点的振 越滞后，但各 点的起振方向与波源起振方向相同(3) 波 播的只是振 形式，介 中的每个 点只在自己平衡位置附近振 ，并不随波迁移【例 1】(多 )关于机械波的形成和 播，下列 法中正确的是()A机械波只能在介 中 播，波源周 如果没有介 ，就不能形成机械波B离波源 近的 点 比离波源 的 点振 得 一些C离波源 近的 点 比离波源 的 点振 得早一些D一旦波源振 起来，介 中的各个 点也就立刻振 起来解析机械波形成的条件是有波源和介 ，两者缺一不可； 机械波的形成可表述 离波源
4、近的 点 离波源 的 点，故离波源近的 点振 的早一些，分析知A、 C 正确答案AC【例 2】如 1 所示，是某 波形成 程的示意 点1 在外力作用下沿垂直直 方向做 运 ， 带动 2、3、4各个 点依次上下振 ，把振 从 的左端 到右端已知 t 0 ， 点1 开始向上运 ，t T ， 1 到达最上方， 5 开始向上运 ：4图 1T(1)t 2 ， 点 8、12、16 的运 状 ( 是否运 、 运 方向 )如何？(2)t 3T4 ， 点 8、 12、16 的运 状 如何？解析 各 点在各 刻的情况如 所示.T8 未达到波峰，正在向上振 ， 点12、16 未振 (1)由甲 可知， t 2 ， 点
5、3T8 正在向下振 ， 点 12 向上振 ， 点 16 未振 (2)由乙 可知， t 4 ， 点答案 解析借 根据波的形成特点， 先振 的 点 后面的 点振 ，后面 点 是落后于前面 点的振 ，每一个 点都在自己的平衡位置附近振 ，正确画出各 刻的波形 ，可以使 得更形象直 第 2页二、振动与波动的区别与联系1 区别(1)研究对象不同振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象，波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象(2)运动成因不同振动是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 回复力的作用波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远传播开去，各质点间
6、存在相互作用的弹力，各个质点受到回复力作用(3)运动性质不同质点的振动是变速运动，在同一介质中波动的传播速度不变2 联系(1)振动是波动的起因，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，波动和振动都是周期性运动【例 3】(多选 )关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A 振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波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，波立即停止传播解析机械波的产生条件是有波源和介质由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而
7、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伸展的速度，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 错误答案AB针对训练(多选 )有关机械振动与机械波的下列说法中正确的是()A 有机械振动就一定有机械波B机械波中各质点振幅一定相同C机械波中各质点均做受迫振动第 3页D机械波中各质点振动周期相同解析机械波是机械振动在介质中的传播形成的，故A 错误；只有简谐波中各质点振动
8、的振幅才相同，故B 错误；由于质点间的弹力作用，因此，在波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，每个质点的振动频率都与波源的振动频率相同，故C、 D 正确答案CD波的形成和传播1 (多选 )关于机械波的以下说法中，正确的是()A 发生波动需要两个条件：波源和介质B波动过程是介质质点由近及远移动的过程C波动过程是能量由近及远传递的过程D波源与介质质点的振动都是自由振动解析波源 (即振源 ) 振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波 各质点只在平衡位置附近做振动，并不随波向外迁移， 仅把振源的振动和能量传播开来 波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动，是一种阻力
9、， 所以波源的振动不可能是自由振动 相邻的介质质点间存在相互作用，故介质质点也不是自由振动答案 AC2 (多选 )如图 2 所示，沿水平方向的介质中的部分质点，相邻质点间的距离相等，其中 O 为波源， 设波源的振动周期为 T，自波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经过 T，4质点 1 开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法正确的是()图 2A 介质中所有的质点的起振方向都竖直向下，图中质点9 起振最晚B图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C图中质点 8 的振动完全重复质点 7 的振动，只是质点8 起振时，通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7 通
10、过相同位置时落后T4D只要图中所有的质点都已振动了，质点1 与质点 9 的振动步调就完全一致，但如果质点 1 发生的是第 100 次振动，则质点 9 发生的是第 98 次振动解析 由题图可知， 质点 9 是图中距波源最远的点，尽管与振源起振方向相同，但起振时刻最晚，故选项 A 正确，选项 B 错误；质点7 与质点8 相比较，质点7 是质点 8 的前质第 4页点， 7、 8 质点间的振动步调相差T，故选项 C 正确；质点 9 与质点 1 相距 2 个波长，质点 94比质点 1 晚 2T 开始起振，一旦质点9 起振后，质点1、 9 振动步调就完全一致，故选项D正确答案ACD波动与振动的区别与联系3
11、 (多选 )下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是()A 某物体做机械振动，它周围的介质中就一定产生机械波B波源停止振动后，已形成的机械波仍能在介质中继续传播C机械波传播的只是机械振动的形式和能量，参与波动的质点并不随波迁移D振动是变速的，波动是匀速的解析机械振动在介质中的传播形成机械波，选项A 正确；由于机械波已在介质中形成，当波源停止振动，已振动的质点又形成新的波源，使机械波仍在介质中传播，选项B正确；由机械波的传播特点可知，选项C 正确；波只有在同种均匀介质中才会匀速传播，选项 D 错误答案ABC题组一横波和纵波1 (多选 )关于横波和纵波，下列说法中正确的是()A 质点的振动方向与波
12、的传播方向垂直的波叫横波B质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D地震波是横波，声波是纵波解析根据横波和纵波的定义可知A 、B、C 正确；声波是纵波， 但地震波中既有横波，又有纵波， D 错误答案ABC2区分横波和纵波的依据是()A 是否沿水平方向传播B质点振动的方向和波传播的远近C质点振动的方向和波传播的方向是相互垂直还是相互平行D质点振动的快慢第 5页解析横波与纵波的区别是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系，如果两者在同一方向就是纵波，如果两者的方向相互垂直，该波就是横波答案C3 (多选 )机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为
13、横波和纵波关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是()A 在横波中二者方向有时相同B在横波中二者方向一定不同C在纵波中二者方向有时相同D在纵波中二者方向一定不同解析在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故 A错， B 对；在纵波中二者方向在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故C 对， D 错答案BC题组二振动与波的关系4 (多选 )关于机械波和机械振动的下列说法正确的是()A 机械振动就是机械波，机械波就是机械振动B有机械波，则一定有机械振动C机械波就是质点在介质中的运动路径D在波传播方向上各个质点都有相同的振动频率和振幅解析机械振动在介质中的传播
14、即机械波，A 错；波的形成有两个条件，一是要有波源，二是要有介质，所以，有机械波一定有机械振动，B 对；在波的形成和传播过程中，各介质质点不随波迁移， C 错；离波源较远的质点靠前面质点的带动，所以频率、 振幅相同， D 对答案BD5 (多选 )关于振动和波的关系，下列说法正确的是()A如果波源停止振动，已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动B发声体在振动时，一定会产生声波C在波传播方向上的某个质点的振动速度与波的传播速度无关D波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程答案CD题组三机械波的形成和传播第 6页6 (多选 )把闹钟放在密闭的玻璃罩内，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的
15、铃声但如果将玻璃罩内的空气用抽气机抽出去，就听不到闹钟的铃声这说明 ()A 声波是纵波B抽去玻璃罩内的空气后，闹钟不再振铃了C气体和固体都能传播声音D声波不能在真空中传播解析根据题中叙述的现象，无法说明声波是纵波，选项A 错误；抽去玻璃罩内的空气，不会使闹钟停止振铃，选项B 错误；抽去玻璃罩内的空气前，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声，说明玻璃罩和空气都能传播声音，选项C 正确；抽去玻璃罩内的空气后，就听不到闹钟的铃声，说明声波不能在真空中传播，选项 D 正确答案CD7 (多选 )关于机械波的说法正确的是()A 相邻的质点要相互做功B纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能C振源开始时怎样振动
16、，其他质点开始时就怎样振动D波中各质点振动频率是相同的解析机械波是由于介质中前面的质点带动后面的质点，使振源的振动形式与振源的能量向远处传播而形成的，前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，故A 正确；波传播过程中，各质点只能在各自的平衡位置附近振动，质点不随波迁移，因此B 错；每个质点都是由振源依次带动下面的质点，每个质点都做受迫振动，每个质点的频率都与振源频率相同，并且都 “ 仿照 ”振源振动，故C、 D 正确答案ACD8在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现， 停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是 ()A 大钟的回声B大钟在继续振动，空气中继续形成声波C人的听觉发生“暂留”的
17、缘故D大钟虽停止振动，但空气仍在振动解析停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项B第 7页正确答案B9在平静湖面上漂着一块小木条，现向湖中央扔一石子，圆形的波纹一圈圈的向外传播，当波传到小木条处时，小木条将()A 随波纹漂向湖岸B 不动C向波源处漂动D 在原来位置上下振动解析根据机械波的形成和传播规律可知，水波传到小木条处，小木条在原来位置上下振动，不会随波移动，选项D 正确答案D10以下对机械波的认识正确的是()A 形成机械波一定要有振源和介质B物体做机械振动，一定产生机械波C横波向右
18、传播时，处于波峰的质点也向右迁移D机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动解析振源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的质点不可能振动起来形成机械波，故A 、B 正确简谐运动在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故C、D 均错答案A11如图1 所示为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B 点时的波形，由图可判断A 点刚开始的振动方向是()图 1A 向左B 向右C向下D 向上解析根据带动法可知B 点要向上振动，且所有点的起振方向都相同，所以D 正确答案D12如图 2 所示是沿绳向右传播的一列横波图 2(1)在图上标出B、D 两质点的速度方向(2)点正处于波峰，它此时具有最(填“大”或“小”)的位移，最 (填“大”或“小”)的第 8页加速度，最 (填“大”或“小”)的速度(3)再经， A 第一次回到平衡位置答案(1)B 点向下， D 点向上T(2)C大大小(3) 4第 9页