高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成学案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成学案设计，共5页。
[学习目标] 1.理解波的形成过程，会判断质点的振动方向(难点)。2.知道横波和纵波的概念，能够区别横波和纵波。3.知道机械波的产生条件和传播特点(重点)。
一、波的形成及特点
如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动。如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动。
(1)红色标记有没有随波迁移？红色标记是怎样运动的？
(2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？
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1．波：________的传播称为波动，简称波。
2．波的形成(以绳波为例)
(1)一条绳子可以分成一个个小段，这些小段可以看作一个个________的质点，这些质点之间存在着____________的作用。
(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。这个质点又带动更远一些的质点…绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点________一些开始振动，绳端这种________________________就沿绳子传了出去，整体上形成了凹凸相同的波形。
1．绳上各质点开始振动的方向(起振方向)与振源起振的方向有什么关系？
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2．振源振动停止后，波还能继续传播吗？
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波动过程中各质点的运动特点
波动过程中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点为：
(1)先振动的质点带动后振动的质点——“带动”
(2)后振动的质点重复前面质点的振动——“重复”
(3)后振动的质点的振动状态滞后于先振动的质点的振动状态—“滞后”
例1 如图所示是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝eq \f(T,4)时，1到达最上方，5开始向上运动。问：
(1)t＝eq \f(T,2)时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？
(2)画出t＝eq \f(3T,4)时的波形，并说明质点6、10、14的运动状态。
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二、横波和纵波
如图所示：
(1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？
(2)图乙是推拉弹簧产生的波，其中质点的振动方向与波的传播方向是什么关系？
横波和纵波的对比
例2 (多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A．对于横波，质点的振动方向与波的传播方向一定垂直
B．振源上下振动形成的波为横波
C．对于纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
D．形成纵波的质点随波一起迁移
三、机械波
1．介质
(1)定义：波借以________的物质。
(2)特点：组成介质的质点之间有____________，一个质点的振动会引起____________的振动。
2．机械波
机械振动在________中传播，形成了机械波。
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)波是传递________的一种方式。
(3)波可以传递________。
1．机械波的特点
(1)机械波的传播离不开介质，没有介质就无法形成机械波。
(2)介质中各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同。
(3)离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向与波源起振方向相同。
(4)机械波向前传播的是振动这种运动形式，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。
2．几种常见的波
(1)绳波是横波；
(2)空气中产生的声波是纵波；
(3)地震波中既有横波，又有纵波；
(4)水波既不是横波，也不是纵波，是一种比较复杂的机械波。
3．振动和波动的联系
(1)振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，有振动不一定有波动。
(2)波动中各质点振动的性质、频率和振幅与波源相同。
(1)物体做机械振动，一定产生机械波。( )
(2)机械波的传播方向就是介质中质点的振动方向。( )
(3)除振源外，机械波中各质点都做受迫振动。( )
(4)机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递。( )
例3 如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。
(1)请判断此机械波的类型。
(2)判断图示时刻Q质点的振动方向。
(3)P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？
(4)此波的形成是否是P质点移动到Q质点形成的？
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四、“带动法”判断质点的振动方向
绳波在某时刻的形状如图所示，若O是波源，则此刻A点向什么方向运动？若O′是波源，则此刻A点向什么方向运动？
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拓展延伸 某时刻一列波的形状如图所示。
此刻质点a正在向上运动试判断此刻质点b的运动方向．
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(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。
(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′
在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。
例4 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是( )
A．质点B向右运动
B．质点D和质点F的速度方向相同
C．质点A和质点C的速度方向相同
D．从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置名称
项目
横波
纵波
概念
在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直
在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在同一条直线上
介质
只能在固体介质中传播
在固体、液体和气体介质中均能传播
特征
在波动中交替、间隔出现波峰和波谷
在波动中交替、间隔出现密部和疏部