2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册3.1波的形成 学案(Word版不含答案)
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册3.1波的形成 学案(Word版不含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 291.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-01 13:35:44 | ||
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文档简介
第三章 机械波第1节 波的形成 导学案
教学目标
(1)通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和
信息。
(2)能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程。
(3)能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。
(4)知道机械波的概念和形成机械波的条件。
1、波的形成
演示绳波的产生与传播时,应选用细而长、质量适当偏大且均匀分布的细绳,并在绳上
相隔一段距离的两点系上彩色小布条,让学生认真观察,并回答以下问题。
问题1.绳上的小布条开始运动时的方向与手开始运动时的方向有什么关系
问题2.手和绳上两个小布条运动的先后顺序是怎样的
问题3.在绳波上的小布条有没有随波前进
问题4.手停止振动后,绳上两个小布条又是如何运动的
在回答以上问题的基础上,进一步分析和推理绳波形成的详细过程。（教材分析）
右图为绳波形成的示意图，选出部分质点，“1”号质点为振源，认真观察绳波的形成过程，回答下列问题。
①各质点的“起振”（开始振动）方向与振源的起振方向有何关系？是否同时起振？
②各质点的振动形式与振源的振动形式有何关系？
③形成的机械波如何传播？波的传播方向与各质点的振动方向是否一回事？各质点是否随“迁移”？
④机械波在传播过程中传播了什么？
若已知某质点的振动方向，也可以判断波的传播方向。常用方法：同侧法
质点的振动方向与波的传播方向在波的图像的同一侧，如图所示，若波向右传播，则 向下运动。
[例1]如图所示是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
t＝时，质点8，12，16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？
t＝时，质点8，12，16的运动状态如何？
[变式1]如图所示是以质点P为振源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P刚开始振动时的方向为( )
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
二、横波和纵波
1．横波
(1)定义：质点的振动方向和波的传播方向（ ）的波，例如绳波。
(2)波峰：凸起的最高处
(3)波谷：凹下的最低处
2．纵波
(1)定义：质点的振动方向和波的传播方向在（ ）的波，例如声波。
(2)密部：质点分布最（ ）的位置
(3)疏部：质点分布最（ ）的位置
[例2](多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫作横波
B．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波
C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
D．地震波是纵波
E．声波是横波
[变式2] (多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A．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
B．对于横波，质点的运动方向与波的传播方向一定垂直
C．形成纵波的质点随波一起迁移
D．空气介质只能传播纵波
E．空气介质只能传播横波
三、机械波
1．介质
(1)定义：绳、弹簧、水、空气等是波借以（ ），叫作介质。
(2)特点：组成介质的质点之间有（ ），一个质点的振动会引起相邻质点的（ ）。
2．形成：（ ）在介质中传播，形成机械波。
3．产生条件：①要有（ ）；②各质点间可以（ ）的介质。
4．特点
(1)机械波传播时，介质中的质点只发生（ ），并不随波（ ），机械波传播的只是振动这种（ ）；
(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)我们能用语言进行交流，说明波可以传播（ ）。
[例3](多选)下列有关机械振动与机械波的说法中正确的是( )
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 D．机械波中各质点振动周期相同
例4(多选)如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中 为波源，设波源的振动周期为 ，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经 质点1开始振动，则下列说法中正确的是( )
A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点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振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后
D.只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动
课堂练习
1.如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到 点时的波形图，由图可判断出 点开始振动的方向是( )
A.向左B.向右
C.向上D.向下
2.图甲中有一条均匀的绳，0、1、2、3、4…是绳上一系列等间距的点。现有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图乙所示(其他点的运动情况未画出)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值。试在图丙中画出再经过 周期时的波形图。
3.关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A.对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
C.对于纵波，介质中质点随波一起迁移
D.对于纵波，介质中质点不随波迁移
4.（2021湖北潜江高二下检测）如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知此时质点 正向上运动，如图中箭头所示，由此可判断此横波( )
A.向右传播，且此时质点 正减速运动
B.向右传播，且此时质点 位移正增大
C.向左传播，且此时质点 加速度正减小
D.向左传播，且此时质点 势能正减小
5.振源 带动细绳上各点上下做简谐运动， 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 轴的正方向，则 质点的振动图像是( )
6.如图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为 ，下列说法正确的是( )
A.若 质点为波源，则 质点开始振动时方向向下
B.若 质点为波源，则 质点已经振动了
C.若 质点为波源，则 质点已经振动了
D.若 质点为波源，则该时刻 质点动能最大
教学目标
(1)通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和
信息。
(2)能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程。
(3)能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。
(4)知道机械波的概念和形成机械波的条件。
1、波的形成
演示绳波的产生与传播时,应选用细而长、质量适当偏大且均匀分布的细绳,并在绳上
相隔一段距离的两点系上彩色小布条,让学生认真观察,并回答以下问题。
问题1.绳上的小布条开始运动时的方向与手开始运动时的方向有什么关系
问题2.手和绳上两个小布条运动的先后顺序是怎样的
问题3.在绳波上的小布条有没有随波前进
问题4.手停止振动后,绳上两个小布条又是如何运动的
在回答以上问题的基础上,进一步分析和推理绳波形成的详细过程。（教材分析）
右图为绳波形成的示意图，选出部分质点，“1”号质点为振源，认真观察绳波的形成过程，回答下列问题。
①各质点的“起振”（开始振动）方向与振源的起振方向有何关系？是否同时起振？
②各质点的振动形式与振源的振动形式有何关系？
③形成的机械波如何传播？波的传播方向与各质点的振动方向是否一回事？各质点是否随“迁移”？
④机械波在传播过程中传播了什么？
若已知某质点的振动方向，也可以判断波的传播方向。常用方法：同侧法
质点的振动方向与波的传播方向在波的图像的同一侧，如图所示，若波向右传播，则 向下运动。
[例1]如图所示是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下沿直线方向做简谐运动，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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
t＝时，质点8，12，16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？
t＝时，质点8，12，16的运动状态如何？
[变式1]如图所示是以质点P为振源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图，则质点P刚开始振动时的方向为( )
A．向上 B．向下
C．向左 D．向右
二、横波和纵波
1．横波
(1)定义：质点的振动方向和波的传播方向（ ）的波，例如绳波。
(2)波峰：凸起的最高处
(3)波谷：凹下的最低处
2．纵波
(1)定义：质点的振动方向和波的传播方向在（ ）的波，例如声波。
(2)密部：质点分布最（ ）的位置
(3)疏部：质点分布最（ ）的位置
[例2](多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫作横波
B．质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫作纵波
C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
D．地震波是纵波
E．声波是横波
[变式2] (多选)关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A．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
B．对于横波，质点的运动方向与波的传播方向一定垂直
C．形成纵波的质点随波一起迁移
D．空气介质只能传播纵波
E．空气介质只能传播横波
三、机械波
1．介质
(1)定义：绳、弹簧、水、空气等是波借以（ ），叫作介质。
(2)特点：组成介质的质点之间有（ ），一个质点的振动会引起相邻质点的（ ）。
2．形成：（ ）在介质中传播，形成机械波。
3．产生条件：①要有（ ）；②各质点间可以（ ）的介质。
4．特点
(1)机械波传播时，介质中的质点只发生（ ），并不随波（ ），机械波传播的只是振动这种（ ）；
(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)我们能用语言进行交流，说明波可以传播（ ）。
[例3](多选)下列有关机械振动与机械波的说法中正确的是( )
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 D．机械波中各质点振动周期相同
例4(多选)如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中 为波源，设波源的振动周期为 ，从波源通过平衡位置竖直向下振动开始计时，经 质点1开始振动，则下列说法中正确的是( )
A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点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振动时通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同的位置时落后
D.只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动
课堂练习
1.如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到 点时的波形图，由图可判断出 点开始振动的方向是( )
A.向左B.向右
C.向上D.向下
2.图甲中有一条均匀的绳，0、1、2、3、4…是绳上一系列等间距的点。现有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图乙所示(其他点的运动情况未画出)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值。试在图丙中画出再经过 周期时的波形图。
3.关于横波和纵波，下列说法正确的是( )
A.对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反
B.对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
C.对于纵波，介质中质点随波一起迁移
D.对于纵波，介质中质点不随波迁移
4.（2021湖北潜江高二下检测）如图所示为一横波在某一时刻的波形图，已知此时质点 正向上运动，如图中箭头所示，由此可判断此横波( )
A.向右传播，且此时质点 正减速运动
B.向右传播，且此时质点 位移正增大
C.向左传播，且此时质点 加速度正减小
D.向左传播，且此时质点 势能正减小
5.振源 带动细绳上各点上下做简谐运动， 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 轴的正方向，则 质点的振动图像是( )
6.如图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为 ，下列说法正确的是( )
A.若 质点为波源，则 质点开始振动时方向向下
B.若 质点为波源，则 质点已经振动了
C.若 质点为波源，则 质点已经振动了
D.若 质点为波源，则该时刻 质点动能最大