《高中物理 《波的形成和描述》素材 魯科版選修3-4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 《波的形成和描述》素材 魯科版選修3-4（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、波的形成和描述 素材 【思考導(dǎo)學(xué)】 1．我們知道水波、聲波、地震波等都是機(jī)械波，那么機(jī)械波是怎樣形成的?產(chǎn)生機(jī)械波的條件是什么?它又是怎樣傳播的?機(jī)械波的傳播有什么特點?對機(jī)械波又如何分類? 【自學(xué)導(dǎo)引】 1．波的形成：引起波動的振動體叫波源．波源振動帶動它相鄰質(zhì)點發(fā)生振動，并依次帶動離波源更遠(yuǎn)的質(zhì)點振動，只是后一質(zhì)點的振動比前一質(zhì)點的振動遲一些．于是，波源的振動逐漸傳播開去． 2．機(jī)械波產(chǎn)生的條件：(1)要有波源；(2)要有傳播振動的介質(zhì)． 3．機(jī)械波的特點：(1)機(jī)械波傳播的是質(zhì)點的振動形式，也是傳遞能量和信息的一種方式．介質(zhì)中的質(zhì)點只是在平衡位置附近振動，并不

2、隨波的傳播而遷移．(2)波動是大量質(zhì)點的集體行為，各個質(zhì)點的振動有一個時間差，離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點振動越滯后． 4．機(jī)械波的分類：機(jī)械波分成橫波和縱波兩類．質(zhì)點振動的方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波．在橫波中，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷．質(zhì)點的振動方向跟傳播方向在同一直線上的波叫縱波．在縱波中，質(zhì)點分布最密的地方叫密部，質(zhì)點分布最疏的部分叫疏部． 【疑難辨析】 波動與振動的區(qū)別： 振動是單個質(zhì)點在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動的“個體行為”；波動則是大量的、彼此相聯(lián)系的質(zhì)點將波源的振動在空間傳播的“群體行為”．這種“群體行為”雖不同步但卻是有秩序的． 根據(jù)機(jī)械波的定義，機(jī)械波

3、產(chǎn)生的條件有兩個：(1)有起振的波源；(2)有傳播振動的介質(zhì)．由此可以知道：有波動就一定有振動，因為波中的各個質(zhì)點都是重復(fù)波源的振動；但有振動卻不一定有波動，還要看是否有傳播振動的介質(zhì)．例如，放在抽成真空的玻璃罩內(nèi)的鬧鐘，盡管鈴錘不停地振動敲擊鈴殼，但是我們卻聽不到鈴響，原因是鬧鐘周圍沒有傳播聲音的介質(zhì)，不能形成聲波． 請同學(xué)們再思考：如果波源停止了振動，那么由它引起的波動是否也會立即停止？試舉例說明． 【應(yīng)用指導(dǎo)】 ［例1］關(guān)于波動的下列說法，正確的是 A．介質(zhì)中的質(zhì)點隨波的傳播而遷移 B．質(zhì)點振動的方向總是垂直于波的傳播方向 C．波不但傳遞能量，還能傳遞信息 D．一切波

4、的傳播均需要介質(zhì) 解析：介質(zhì)中的質(zhì)點只是隨波源在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動，并不隨波形的移動而遷移．選項A錯誤． 橫波中質(zhì)點振動的方向和波傳播的方向垂直，而縱波中質(zhì)點振動的方向和波的傳播方向在同一直線上．選項B錯誤． 波在傳播過程中，傳播的不僅是波源振動的形式，還傳播波源振動的能量和信息．譬如，老師講課時，他的喉部和口腔是波源，通過空氣介質(zhì)形成聲波，聲波傳入同學(xué)們的耳道引起鼓膜的振動——鼓膜獲得了波源傳遞的能量，同時也獲得了聲波傳遞的信息——老師講課的內(nèi)容．選項C正確． 傳播機(jī)械波一定要有介質(zhì)，但傳播電磁波可以沒有介質(zhì)．關(guān)于這一點，在后面“電磁波”的教學(xué)中還要講到．選項D錯誤． 故

5、本題的正確答案是C． ［例2］如圖10—1—1是一列向右傳播的橫波，請標(biāo)出這列波中a、b、c、d……h(huán)等質(zhì)點這一時刻的速度方向． 解析：由波的形成特點可知，介質(zhì)中先振動的質(zhì)點將帶動它后面的質(zhì)點振動，后面質(zhì)點的振動是前面質(zhì)點振動的重復(fù)．比較沿波傳播方向上相鄰的兩質(zhì)點，可知后面質(zhì)點的振動狀態(tài)總是滯后于前面的質(zhì)點． 此題中質(zhì)點c和g此時在最大位移處，速度為零，無速度方向可言．若以此時最大位移處的c點為參照點，由波的形成特點知d點的振動滯后于c，要追隨移動到最大位移處，所以速度方向向下，E、f依次跟上，速度都向下；b的振動超前，已從負(fù)的最大位移回振，所以速度向上；a超前b，已回到平衡位置，

6、速度最大也向上；同理以g為參照點，可知h點速度向上． 說明：確定波的傳播過程中某質(zhì)點的振動方向，關(guān)鍵是要理解清楚波的形成原因，掌握波的傳播特點． 【同步練習(xí)】 夯實基礎(chǔ) 1．關(guān)于機(jī)械波的下列說法正確的是 A．有機(jī)械振動就有機(jī)械波 B．有機(jī)械波就一定有機(jī)械振動 C．機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播過程，它是傳遞能量的一種方式 D．沒有機(jī)械波就沒有機(jī)械振動 2．波在傳播過程中，正確的說法是 A．介質(zhì)中的質(zhì)點隨波遷移 B．波源的振動能量隨波傳遞 C．介質(zhì)中質(zhì)點振動的頻率隨著波的傳播而減小 D．波源的能量靠振動質(zhì)點的遷移來傳播 解析：介質(zhì)中質(zhì)點振動的頻率與波源振

7、動的頻率相同，不隨波的傳播而減小．  3．區(qū)分橫波和縱波是根據(jù) A．質(zhì)點振動的振幅和波的傳播速度的大小 B．質(zhì)點振動的頻率和波的傳播能量的多少 C．質(zhì)點振動的方向和波傳播的遠(yuǎn)近 D．質(zhì)點振動的方向和波傳播的方向 4．在機(jī)械波中 A．各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動 B．相鄰質(zhì)點間必有相互作用力 C．前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點的振動，后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點 D．各質(zhì)點也隨波的傳播而遷移 5．質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向_______的波叫橫波，質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一直線上的波叫_______，機(jī)械波中的橫波、縱波傳播時均需要

8、有_______． 6．沿繩傳播的一列機(jī)械波，當(dāng)波源突然停止振動時 A．繩上各質(zhì)點同時停止振動，橫波立即消失 B．繩上各質(zhì)點同時停止振動，縱波立即消失 C．離波源較近的各質(zhì)點先停止振動，較遠(yuǎn)的各質(zhì)點稍后停止振動 D．離波源較遠(yuǎn)的各質(zhì)點先停止振動，較近的各質(zhì)點稍后停止振動 提升能力 7．日常生活中，若發(fā)現(xiàn)球掉入池塘里，能否通過往池塘丟入石塊，借助石塊激起的水波把球沖到岸邊呢？說明理由． 8．如圖10—1—2所示是沿繩向右傳出的一列橫波．在圖上畫出各個質(zhì)點的振動速度方向，并回答下列幾個問題： (1)速度最大的點是第_______點、第_______點；

9、 (2)第_______點所在的位置是波的波峰，此時該質(zhì)點振動的速度為_______． 9．AB為一彈性繩，設(shè)法在繩上傳播一個脈沖的波，如圖10—1—3所示，當(dāng)波從A向B傳播時，繩上質(zhì)點開始振動時，質(zhì)點振動的速度方向是_______，若當(dāng)波從B向A傳播時，繩上質(zhì)點開始振動時，質(zhì)點振動的速度方向是____________． 10．如圖10—1—4所示為一列橫波在某時刻的波形，已知f質(zhì)點在此時的運(yùn)動方向向下，那么下列說法中正確的是 A．波向左傳播 B．質(zhì)點c比b先回到平衡位置 C．質(zhì)點c和f的振幅相同 D．質(zhì)點c在此時刻的加速度為零

10、 同步練習(xí)題參考答案： 1．BC 2．B 3．D 4．ABC 5．垂直；縱波；介質(zhì) 6．C 7．解析：不能．向水中投入石塊，水面受到石塊的撞擊開始振動，形成水波向四周傳去．這是表面現(xiàn)象，實際上水波向四周傳播時水只是上下振動并不向外遷移，所以球也僅僅是上下振動而不會向岸邊運(yùn)動。 8．答案：圖略．(1)3，7(2)5；零 9．答案：向下；向上 10．解析：由波的傳播特點可知，當(dāng)f點向下移動時，與它鄰近的E點也將向下運(yùn)動，E、f兩點相比較，f的運(yùn)動超前于E，f為前一質(zhì)點，E為后一質(zhì)點，波由右向左傳播．質(zhì)點c已到達(dá)最大位移處，之后c將移向平衡位置，而質(zhì)點b卻正在向最大位移處移動，所以質(zhì)點c將比b先回到平衡位置．盡管此時c和f的位移不同，但它們的振幅卻是相同的．質(zhì)點c此時處在最大位移處，加速度最大． 答案：ABC