人教版 (2019)1 波的形成教课课件ppt

这是一份人教版 (2019)1 波的形成教课课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了波的形成，相连的质点，弹性力的作用，凹凸相间，知识点二横波和纵波，相互垂直，同一直线上，知识点三机械波，传递信息，探究一波的形成等内容，欢迎下载使用。

1.波:振动的传播称为 ,简称波.
2.波的形成(以绳波为例).(1)绳子是有弹性的物体.设想把一条绳子分成一个个小段,这些小段可以看作一个个 ,这些质点之间存在着 .
(2)当手握绳端上下振动时,绳端 相邻的质点,使它也上下振动,这个质点又 更远一些的质点……绳子上的质点都跟着 起来,只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.(3)这样依次带动下去,绳端这种上下振动的状态就沿绳子传出去了,整体上形成了 的波形.
1.发生地震时,地震波在地球内部和地表传播,人有时感到左右摇晃,有时感到上下颠簸.由此可见,地震波中含有 和 .2.横波和纵波.(1)横波:质点的振动方向与波的传播方向 的波,叫作横波.(2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向在 的波,叫作纵波.
1.科学探测表明,月球表面无大气层,也没有水,更没有任何生命存在的痕迹.在月球上,两航天员面对面讲话也无法听到,这是为什么?
答案:两航天员面对面讲话却无法听到,有声源,声却传播不出去,说明缺乏声波传播的另一条件,即没有介质.
2.机械波.(1)介质:波借以传播的 ,叫作介质.如绳、弹簧、水、空气等.(2)机械波:机械振动在 中传播,形成了机械波.(3)机械波的产生条件是同时存在 和 .
3.机械波的特点.(1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是 这种运动形式.(2)介质中本来静止的质点,随着波的传来而发生振动,可见波是传递 的一种方式.(3)波可以 ,因而人们可用声音(声波)进行交流.
1.质点沿波的传播方向运动形成波.( )2.在绳波的形成和传播过程中,所有质点同时开始运动,同时停止运动.( )3.在绳波的形成和传播过程中,所有质点的运动是近似的匀速直线运动.( )4.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波.( )5.如果波源停止振动,那么介质中的波也会立即停止传播.( )6.横波在固体、液体、气体中都能传播,纵波只能在气体中传播.( )
人表现波浪:多名身高相近的同学排成一排,手肩互搭,排头的一名同学反复蹲下、站起做连续运动.由于连带关系,其他同学也将陆续蹲下、站起.每个同学比前一个同学动作稍迟.
1.和你的同学一起形成“波浪”.思考以下问题.(1)要形成“波浪”应具备什么条件?
答案:要形成“波浪”应有一个人先振动起来.
(2)同学们手肩互搭的作用是什么?
答案:同学们手肩互搭能起到连带作用.
(3)后一位同学与前一位同学相比,他们的运动有何相同和不同?
答案:都做同样的振动,但后一位同学的节奏稍迟(落后).
(4)“波浪”沿水平方向传播,人随“波浪”迁移了吗?说明什么问题?
答案:没有,人只是上下振动.说明振动质点不随波迁移.
2.根据前面的分析,思考以下问题.(1)第一个同学振动和“波浪”的形成有着怎样的关系?有振动一定有波吗?说明了什么?
答案:第一个同学(波源)振动是形成机械波的必要条件.但有振动不一定有波,如果没有其他同学(介质)就无法形成“波浪”.说明机械波传播需要介质.
(2)波形成后,若第一个同学停止振动,波会立即消失吗?说明了什么?
答案:不会.第一个同学(波源)停止振动后,其他同学不会立即停止振动,波不会立即消失.说明波源停止振动,波不会立即消失.
波的传播特点.(1)波在传播过程中,由于介质中各质点之间的相互作用,离波源较近的质点带动离波源较远的质点振动.(2)介质中各质点并不随波迁移,而是在各自平衡位置附近振动,各质点都做受迫振动,其振动频率(或周期)都与波源振动的频率(或周期)相同,各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同,但不同步,离波源越远的点,振动越滞后.(3)就介质来说,呈现的现象是波动,而就构成介质的单个质点来说,所呈现的现象是振动.
【典例1】(多选)一列简谐横波沿x轴传播,某时刻的波形如图所示,已知此时质点F向y轴负方向运动,则( )
A.此波沿x轴负方向传播B.质点C此时向y轴负方向运动C.质点C将比质点B先回到平衡位置D.质点E的振幅为0
解析:已知质点F向y轴负方向运动,即质点F正在“模仿”右边质点的振动,这说明波源在右边,波从右向左传播,即此波沿x轴负方向传播,选项A正确.质点C此时到达最大位移处,速度为0,此后才向y轴负方向运动,选项B错误.质点B要先沿y轴正方向运动到达波峰位置,之后沿y轴负方向运动回到平衡位置,而质点C直接从波峰位置回到平衡位置,选项C正确.振幅指的是质点离开平衡位置的最大距离,虽然此时质点E的位移为0,但其振幅不为0,选项D错误.
【典例2】(多选)一根张紧的水平弹性绳,绳上的质点S在外界驱动力的作用下沿竖直方向做简谐运动,在绳上形成稳定的横波.在质点S的左、右两侧有A、B、C、D四个质点,如图所示,已知lAB=lBS=lSC,lCD=2lSC.下列说法正确的是( )
A.若质点B与质点S的位移始终相同,则质点A与质点S的位移始终相同B.若质点B与质点S的位移始终相反,则质点A与质点S的位移始终相反C.若质点C与质点S的位移始终相同,则质点D与质点C的位移始终相同D.若质点C与质点S的位移始终相反,则质点D与质点C的位移始终相同
解析:若B点与S点的位移始终相同,则B、S的平衡位置间的距离为波长的整数倍,所以A点与S点的位移始终相同,选项A正确.若B点与S点的位移始终相反,则B、S的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍,又由于A、B间的距离和B、S间的距离相等,A点与S点间的距离一定为波长的整数倍,同一时刻,两点的位移应相同,选项B错误.同理,选项C、D正确.
机械波的传播规律机械波的传播规律可概括为“带动、重复、落后”,即前一质点“带动”后一质点振动,后一质点“重复”前一质点的振动形式,并且后一质点的振动“落后”于前一质点.
1.将一根长而软的弹簧水平放置在光滑水平面上,在左端沿弹簧轴线方向不断推、拉弹簧,观察实验现象,思考:(1)弹簧中的质点在振动的过程中有没有随波迁移?
答案:弹簧中的质点在振动的过程中没有随波迁移.
(2)波向什么方向传播?弹簧的每一匝做的是什么运动?
答案:波水平向右传播,弹簧的每一匝在水平方向做往复运动.
2.对比横波(图甲)和纵波(图乙)的传播过程图,总结横波和纵波的区别.
答案:横波的传播方向与质点的振动方向相互垂直;纵波的传播方向和质点的振动方向共线.
1.横波.(1)波峰:在横波中,凸起的最高处叫作波峰.(2)波谷:在横波中,凹下的最低处叫作波谷.(3)特点:传播方向和质点振动方向垂直.
2.纵波.(1)密部:在纵波中,质点分布最密的位置叫作密部.(2)疏部:在纵波中,质点分布最疏的位置叫作疏部.(3)特点:传播方向和质点振动方向在同一条直线上.
3.注意:横波的传播方向不一定在水平方向,振动方向也不一定在竖直方向,只是传播方向与振动方向相互垂直;纵波的传播方向和振动方向不一定都在水平方向,只是传播方向和振动方向共线.
【典例3】假设地震波中的横波和纵波的传播速率分别约为 4 km/s 和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成,如图所示.在一次地震中,震源在地震仪正下方,观察到两振子的小球相差 5 s 开始振动,则( )
A.P中小球先开始振动,震源距地震仪约36 kmB.P中小球先开始振动,震源距地震仪约25 kmC.H中小球先开始振动,震源距地震仪约36 kmD.H中小球先开始振动,震源距地震仪约25 km
1.日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘中投石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边?
答案:不能.向水中投入石块,水面受到石块的撞击开始振动,形成水波向四周传去.水波向四周传播时水只是上下振动并不向外迁移,所以球也上下振动而不会向岸边运动.
2.地震波既有横波也有纵波,巨大的能量带来超强的破坏力;上课时同学们能听到老师的讲课声,是声波的作用.结合以上两点思考既然介质不会随波迁移,那波传播的到底是什么呢?
答案:波是传递能量的一种方式,波也能传递信息.因为介质中各质点振动的周期由波源决定,并与波源振动周期相同,所以各质点的起振方向相同,即所有质点的运动都仿效波源,把振动形式、能量和信息传递出去.
1.机械波特点.(1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是振动这种运动形式.(2)介质中本来静止的质点,随着波的传来而发生振动,可见波是传递能量的一种方式.(3)我们能用语言进行交流,说明波可以传递信息.
2.振动和波动的区别与联系.
【典例4】(多选)关于机械波,下列说法正确的是( )A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间上落后C.参与振动的质点的振动频率都相同D.介质随机械波的传播而迁移,同时传递能量
解析:若只有物体振动,而周围没有传播这种振动的介质,则振动不可能由近及远传播出去形成机械波,选项A错误.机械波中各振动质点都在重复波源的振动,振动频率都等于波源振动的频率,只是离波源越远,振动越落后,选项B、C正确.机械波中各质点只在各自的平衡位置附近振动,不随波迁移,选项D错误.
【典例5】下图是沿绳向右传播的一列横波,已在图上画出各个质点的振动方向,回答下列问题.
(1)速度最大的点是第　　　　点和第　　　　点; (2)第　　　　点所在的位置是波的波峰,此时该质点振动的速度为　　　　. 
解析:(1)各个质点在各自的平衡位置附近做简谐运动,处在平衡位置时速度最大,所以速度最大的点是第3点、第7点.(2)质点位移最大时,振动速度最小,第5点所在的位置是波的波峰,此时该质点振动的速度为0.
答案:(1)3　7　(2)5　0
【变式】(多选)一列横波某时刻的波形如图所示.关于质点A的受力,下列说法正确的是( )
A.若波向右传播,则质点A受到向上的作用力B.若波向右传播,则质点A受到向下的作用力C.若波向左传播,则质点A受到向上的作用力D.若波向左传播,则质点A受到向下的作用力
解析:无论波向左传播还是向右传播,回复力始终指向平衡位置,质点A的受力方向向下,选项B、D正确.
1.(多选)关于机械波,下列说法正确的是( )A.各质点都在各自的平衡位置附近振动B.相邻质点间必有相互作用力C.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点的振动D.各质点随波的传播而迁移
解析:机械波在传播过程中,由于介质中各质点之间的相互作用,离波源较近的质点带动离波源较远的质点振动,每一质点在它的平衡位置附近振动,波传播的只是振动形式和振动能量,介质中的质点并不随波迁移.选项A、B、C正确.
2.区分横波和纵波的依据是( )A.波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D.质点振动的快慢
解析:横波与纵波是根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系定义的.若传播方向和振动方向在同一条直线上,则该波是纵波;若传播方向和振动方向相互垂直,则该波是横波.选项C正确.
3.(多选)地震以波的形式传播,地震波既有纵波,也有横波,已知在地表附近纵波的传播速度大于横波的传播速度.若A、B两处与C处分别相距300 km和200 km,C处地下15 km处发生地震,则( )A.C处居民会感到先上下颠簸,后水平摇动B.此时的地震波是横波C.地震波传到A处时,振动方向垂直于地面D.A、B两处振动的剧烈程度可能不同
解析:在地表附近,纵波的传播速度比横波的大.当C处地下15 km处发生地震时,纵波比横波先到达C处.纵波的振动方向与传播方向共线,而横波的振动方向与传播方向互相垂直,因此C处居民会感到先上下颠簸,后水平摇动.地震波既有横波,也有纵波,二者同时发生,传播速度不同.因为A、B两处到C处的距离不同,所以A、B两处振动的剧烈程度可能不同.选项A、D正确,选项B、C错误.
5.振源A带动细绳上各点上下做简谐运动,t=0时刻绳上形成的波形如图所示.规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向,则P点的振动图像是（）
解析:根据前一质点的位置确定后一质点的运动方向,t=0时刻P点前一质点在下方,确定P点的起振方向是从平衡位置向下振动,故只有选项B正确.