2022-2023年鲁科版(2019)新教材高中物理选择性必修1 3.1波的形成和描述课件(4)(共14张PPT)

(共14张PPT)
波的形成和描述
二、（2）纵波的形成和传播（以弹簧波为例）
将一根长而软的弹簧水平放在光滑平面上，沿着弹簧轴线的方向不断推、拉弹簧，于是就产生了弹簧圈密集的部分和弹簧圈稀疏的部分。这样的密集部分和稀疏部分向右传播，在弹簧上就形成了一列波。
二、（2）纵波的形成和传播（以弹簧波为例）
我们把一系列弹簧圈看成一系列质点，相邻质点之间有相互作用的弹力。手执弹簧一端左右振动起来以后，前面的质点依次带动后面的质点左右振动，但后一个质点总是比相邻的前一个质点迟一些开始振动，也就是说，后一个质点振动的相位总比前一个质点落后一些。这样，弹簧一端左右振动的状态就沿弹簧传播开来。从整体上看，就是疏密相间的波在弹簧上传播。
二、（2）纵波的形成和传播
1. 振源
2. 起振方向
3. 波的形成
4. 纵波、密部、疏部
5. 质点不随波迁移
6. 波的传播实质
二、（2）纵波的特点
① 纵波 在上面的动画演示中，质点左右振动，波向右传播，二者的方向在同
一条直线上。象这样质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。
在纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最疏的位置叫做疏部。
② 声波 发声体振动时在空气中产生的声波是纵波。例如
振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩邻近的空气，使这
部分空气变密；叉股向另一侧振动时，又使这部分空气变得稀
疏。这种疏密相间的状态向外传播，形成声波。（如图所示）
声波传入人耳，使骨膜振动，就引起声音的感觉。声波不仅能
在空气中传播，也能在液体、固体中传播。
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二、（3）横波和纵波的对比
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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一条直线上
介质 只能在固体中传播 在固体、液体和气体中均能传播
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
二、（4）脉冲的形成
② 振源停止振动，振动的能量
能继续传递下去，已经形
成的波形会继续传播。
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① 脉冲：不连续的波形信号，
象脉博一样具有周期性。
三、机械波
1. 机械波的定义
绳上和弹簧上的波是在绳和弹簧上传播的，水波是在水面传播的，声波通常是在
空气中传播的。绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫做介质。
组成介质的相邻质点之间有相互作用力，一个质点的振动会引起相邻质点的振动，
机械振动在介质中传播，形成了机械波。
（1） 振源： 在外力的作用下，最先开始振动的质点，叫做振源（也叫波源）。
（2） 介质： 机械波借以传播的物质，叫做介质。
（3） 机械波产生的条件：（1）机械振动 （2）介质
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三、机械波
(1) 介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播。例如绳上或弹簧上
有波传播时，它们的质点发生振动，但质点并不随波迁移，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，这表示它获得了能量。
这个能量是从波源通过前面的质点依次传来的，所以波在传播“振动”这种
运动形式的同时，也将波源的能量传递出去。波是传递能量的一种方式。
(3) 波不但传递能量，而且可以传递信息。我们用语言进行交流，是利用声波传
递信息。广播、电视利用无线电波传递信息。光缆利用光波传递信息。
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2. 机械波的传播
四、机械波的特点
1. 机械波形成的条件：机械振动和介质同时具备，缺一不可。
2. 机械波的形成：沿着波的传播方向，靠近振源的质点叫前面的质点，远离振
源的质点叫后面的质点。在一列波中，后一个质点总是重复并且落后于前一
个质点的振动。
3. 各个质点的起振方向都与振源的起振方向相同。
4. 波中的每一个质点只在平衡位置两侧振动，并不随波迁移。
5. 对于横波，沿着波的传播方向看，上坡的质点向下振动，下坡的质点向上振
动。可以总结为 “沿着传播方向看，上坡向下、下坡向上”。
6. 波向外传播的是振动形式、能量、信息。
7. 振源停止振动，已经形成的波形会继续向前传播。
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四、机械波的特点（思维拓展）
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当地震发生时，地面会发生竖直方向的振动，也会在水
平方向晃动，你能从波的角度解释这个现象吗？
答案：地震波既有纵波又有横波。纵波使地面上下振动，横
波使地面水平晃动。
典型例题
例1. (横波和纵波) (多选) 下列关于横波与纵波的说法中，正确的是
A. 声波一定是纵波
B. 水波一定是横波
C. 地震波既有横波，也有纵波
D. 横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播
解析　声波可以在空气中传播也可以在液体和固体中传播，空气中的声波一定是纵波，而固体中的声波既可能是纵波，也可能是横波，故A错误；水波既不是横波，也不是纵波，它的形式比较复杂，故B错误；地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右运动，C、D正确。
答案　CD
典型例题
例2. (由质点振动方向确定波的传播方向) 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 的运动方向向y 轴负方向，
则
A. 此波向x 轴正方向传播
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 的振幅为零
答案　C
典型例题
例3. (多选) 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 六个质点说法正确的是
A. 它们的振幅相同
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
答案　AD