高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-4第十二章 机械波1 波的形成和传播教学设计

第一讲   波的形成和传播

 (一)引入新课

机械振动是描述单个质点的运动形式，

由大量质点构成的弹性介质的整体的一种运动形式——机械波。

 (二)教学过程

1．  机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波.

机械波的产生条件：振源和介质。

振源——产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是振源。

介质——传播振动的媒质，如绳子、水。

(例子——水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。

演示——绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。)

以上两种波都可以叫做机械波。

2．机械波的形成过程

(1)介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成。

(2)机械波的形成过程：由于相邻质点的力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动向远处传播。

3．对机械波概念的理解

a.介质各个质点不是同时起振，但起振方向与振源方向相同。    b.离振源近的质点先起振。

c.质点只在平衡位置振动，并不随波迁移。   d.波传播振源的运动形式（机械振动）和能量（机械能）

4．波的种类

按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：横波和纵波。

(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。

波形特点：凸凹相间的波纹(观察横波演示器)，又叫起伏波。如图3波形所示。

(2)纵波

定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。

波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如图4波形所示。

例：声波是纵波，其中：振源——声带；

介质——空气、固体、液体。

地震波既有横波又有纵波。

(水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。)

教师在线

例1． 关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（    ）

A、如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止      B、物体做机械振动，一定产生机械波

C、波的速度即波源的振动速度      D、波在介质中的传播频率与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定

例2．       关于机械波的概念，下列说法中正确的是（    ）

A．  质点振动的方向总是垂直于波传播的

B．  简谐波沿长绳传播，绳上相距半个完整波形的两质点振动位移的大小始终相等

C．  任一个振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个完整的波形

D．  相隔一个周期的两时刻，简谐波的波形相同

例3． 图10－1中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上以，如图中箭头所示。由此可判定此横波（    ）

1.         向右传播，且此时质点B正向上运动
2.         向右传播，且此时质点C正向上运动
3.         向左传播，且此时质点D正向上运动
4.         向左传播，且此时质点E正向上运动

同步训练

1．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，参与波动的质点不随波迁移

D．振动是变速的，波动是匀速的

2．一波源振动1.5个周期在介质中形成的波形如图图10－2所示，此时波上B质点正向平衡位置运动，则以下说法中正确的是（      ）

A．这列波是沿x轴正方向传播的

B．波源是从平衡位置开始向正y方向振动的

C．质点D将比质点C先回到平衡位置

D．质点A和质点E的振动方向总是相反的

3．关于机械波的说法中，下列叙述正确的是（       ）

A．要产生机械波，必须同时具有振源和传播振动的介质    B．波是传递能量的一种方式

C．波的形成过程是介质中的质点在自己的平衡位置先后振动的过程    D．机械波是机械振动在介质中的传播

4．下列说法中不正确的有（        ）

A．声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波   B．波不但传递能量，还能传递信息

C．发生地震时，由震源传出的既有横波又有纵波       D．一切波的传播都需要介质

5．一声波由波源向周围空气介质扩展出去，由此可知（   ）

A．发声体由近及远地传递出去        B．发声体的能量通过介质向周围传递出去

C．空气分子由近及远地迁移出去      D．空气介质以疏密相间的状态向周围传播

6．如图图10－3所示，为一向右传播的波的全部形状，a为绳的端点（即振源），则下列说法中正确的是（          ）

1. 此时振源已振动了个周期
2. 振源开始是向上振动的
3. 此时b、e向上振动，c、d向下振动
4. 再经过一个周期，b质点运动到e点

拓展尝新

7．如图10－4所示，一列简谐横波沿弹性绳向x轴正方向传播，某时刻在绳上形成如图所示的波形。绳上1，2，3，4，······各点到x轴（平衡位置）的距离相等，在这些点中，加速度和质点1相同的点是              ；速度和质点1相同的点是                  。

8．如图10－5所示，A,B,C,D,E,F是一条绳子上的六个点，当绳子振动时，形成虚线所示的横波，试在图中标出此时各个质点的位移。