3.1 波的形成 课件(共27张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 3.1 波的形成 课件(共27张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 19.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-27 19:03:01 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
第三章 机械波
3.1 波的形成
2.请12位学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪（图 3.1-3）
1.请一位同学到讲台前演示水平方向和竖直方向上做简谐振动。
一、波的形成
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
设想:把绳分成很多小段
每一个小段可以看做一个质点
质点之间有相互作用力
请点击手
质点1叫做波源，
绳子叫做介质，
机械振动在介质中传播，形成机械波；
传播到的位置，介质中的质点就随之开始振动。
一、波的形成
1.波：振动的传播称为波动，简称波；
那么波到底是怎么形成的呢？
2.波的形成：
绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点
沿波传播方向，前面的质点带动后面的质点；
后面的质点重复前面质点的运动；
后面的质点落后一些。
把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波
分组讨论：机械波在传播过程中的特点？
思考1：绳上的点是不是随波一起迁移了呢？波传播的是什么？
思考3：绳上各点开始振动时的方向（起振方向）与振源起振方向有什么关系？
思考2：绳上各点是不是同时开始振动的，它们振动的步调一致吗？
绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。波传播的是振动这种形式。
介质各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。（步调不一致）前面
质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的运动，但起振方向与振源
方向相同。
绳上个点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。
各质点：我们从不“随波逐流”，
我们只是“波”的搬运工。
分组讨论：机械波在传播过程中的特点？
思考4：振源振动停止后波的传播会立刻停止么？
思考5：波在传递振动形式的同时还在传递什么？
振源振动停止后波的传播并不立即停止仍向前传播一段时间。
带动性 滞后性 周期性 重复性
一、波的形成
波在传递振动形式的同时，
也传递能量和信息。
振动是波动的原因，波动是振动的传播；
（2）研究对象：
（1）因果关系：
振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。
二、振动与波动的联系与区别
对这个质点录一段视频。
对所有质点拍一张照片。
该质点的 x-t 图像；
也叫质点的振动图像。
在某一时刻 t 整个波的样子；
也叫波形图。
机械波的特点
振动和波动的区别与联系
项目 振动 波动
区 别 研究 对象
力的 来源
运动 性质
联系
单个质点在平衡位置附近的往复运动,研究的是单个质点的“个体行为”
振动在介质中的传播,研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为”
可以由作用在物体上的各种性质力提供
介质中各质点间的相互作用力
质点在平衡位置附近做变加速运动
在均匀介质中是匀速直线运动
(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,但有振动不一定有波动;
(2)波动的性质、频率和振幅都与波源相同
横波的特点：
纵波的特点：
绳波
弹簧波
凸起最高处——波峰
凹下最低处——波谷
质点分布最密集的部分——密部
质点分布最稀疏的部分——疏部
思考1：横波能在液体、气体中传播吗？
横波只能在固体中传播
三、机械波的传播
思考2：纵波能在液体、气体中传播吗？
纵波在固体、液体、气体中都能传播
横波和纵波
1.横波与纵波的区别
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 。 在波动中,质点的振动方向和波的传播方向 。
介质 只能在 介质中传播 在 介质中均能传播。
特征 在波动中交替、间隔 出现 和 。 在波动中交替、间隔
出现 和 。
相互垂直
在同一条直线上
固体
固体、液体和气体
波峰
波谷
密部
疏部
绳波（彩带等）——横波
彩虹圈——纵波
三、机械波的传播
水波——既不是横波，也不是纵波
声波是纵波
思考：声波是横波还是纵波？
思考：地震波是横波还是纵波？
地震波既有横波又有纵波
质点振动方向的判定
问：图中P点的运动方向？
方法一：带动法
观察比P点更靠近波源一点的那个质点在P点的上方还是下方；
方法二：口诀法
走上坡，正在向下振动；
走下坡，正在向上振动。
三、机械波的传播
针对训练2 如图所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d、…、h等质点这一时刻的速度方向。
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题1一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
D
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题1
ABC
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题2
AB
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题3
[练习1] 已知一列机械波在一水平绳上匀速传播,则下列说法中正确的是( )
A.绳子上任意一点做受迫振动的周期相同
B.绳子上任意一点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅
C.绳子上相距为一个波长的两点振动情况是异步的
D.绳子上质点随波发生迁移
A
解析:机械波在绳子上传播时,各个质点做受迫振动的周期都相同,故A正确;只有处于平衡位置或波峰、波谷的质点在四分之一周期内的路程为一个振幅,故B错误;绳子上相距为一个波长的两点振动情况是同步的,故C错误;绳子上质点并不随波发生迁移,故D错误。
[练习2] (多选)一列横波沿绳子向右传播,传播过程无能量损失,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状。对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法正确的是( )
A.它们的振幅相同
B.质点D和F的速度方向相同
C.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置
D.从此时算起,质点E比F先到达波峰
ACD
[练习3]一个小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈波纹向外传播,如果此时水面上有一片树叶(如图),下列对树叶运动情况的叙述正确的是( )
A.树叶慢慢向湖心运动
B.树叶慢慢向湖岸漂去
C.在原处上下振动
D.沿着波纹做圆周运动
C
解析:由于波在传播过程中,只传递振动能量和形式,而各质点不随波迁移,只在各自的位置附近振动。
例1.如图3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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
(1)t＝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＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态．
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题4
例1.如图3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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
(1)t＝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＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态．
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题4
例1.如图3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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
(1)t＝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＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态．
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题4
第三章 机械波
3.1 波的形成
2.请12位学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪（图 3.1-3）
1.请一位同学到讲台前演示水平方向和竖直方向上做简谐振动。
一、波的形成
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？
设想:把绳分成很多小段
每一个小段可以看做一个质点
质点之间有相互作用力
请点击手
质点1叫做波源，
绳子叫做介质，
机械振动在介质中传播，形成机械波；
传播到的位置，介质中的质点就随之开始振动。
一、波的形成
1.波：振动的传播称为波动，简称波；
那么波到底是怎么形成的呢？
2.波的形成：
绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点
沿波传播方向，前面的质点带动后面的质点；
后面的质点重复前面质点的运动；
后面的质点落后一些。
把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波
分组讨论：机械波在传播过程中的特点？
思考1：绳上的点是不是随波一起迁移了呢？波传播的是什么？
思考3：绳上各点开始振动时的方向（起振方向）与振源起振方向有什么关系？
思考2：绳上各点是不是同时开始振动的，它们振动的步调一致吗？
绳子上的点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。波传播的是振动这种形式。
介质各个质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。（步调不一致）前面
质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的运动，但起振方向与振源
方向相同。
绳上个点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。
各质点：我们从不“随波逐流”，
我们只是“波”的搬运工。
分组讨论：机械波在传播过程中的特点？
思考4：振源振动停止后波的传播会立刻停止么？
思考5：波在传递振动形式的同时还在传递什么？
振源振动停止后波的传播并不立即停止仍向前传播一段时间。
带动性 滞后性 周期性 重复性
一、波的形成
波在传递振动形式的同时，
也传递能量和信息。
振动是波动的原因，波动是振动的传播；
（2）研究对象：
（1）因果关系：
振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。
二、振动与波动的联系与区别
对这个质点录一段视频。
对所有质点拍一张照片。
该质点的 x-t 图像；
也叫质点的振动图像。
在某一时刻 t 整个波的样子；
也叫波形图。
机械波的特点
振动和波动的区别与联系
项目 振动 波动
区 别 研究 对象
力的 来源
运动 性质
联系
单个质点在平衡位置附近的往复运动,研究的是单个质点的“个体行为”
振动在介质中的传播,研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为”
可以由作用在物体上的各种性质力提供
介质中各质点间的相互作用力
质点在平衡位置附近做变加速运动
在均匀介质中是匀速直线运动
(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,但有振动不一定有波动;
(2)波动的性质、频率和振幅都与波源相同
横波的特点：
纵波的特点：
绳波
弹簧波
凸起最高处——波峰
凹下最低处——波谷
质点分布最密集的部分——密部
质点分布最稀疏的部分——疏部
思考1：横波能在液体、气体中传播吗？
横波只能在固体中传播
三、机械波的传播
思考2：纵波能在液体、气体中传播吗？
纵波在固体、液体、气体中都能传播
横波和纵波
1.横波与纵波的区别
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 。 在波动中,质点的振动方向和波的传播方向 。
介质 只能在 介质中传播 在 介质中均能传播。
特征 在波动中交替、间隔 出现 和 。 在波动中交替、间隔
出现 和 。
相互垂直
在同一条直线上
固体
固体、液体和气体
波峰
波谷
密部
疏部
绳波（彩带等）——横波
彩虹圈——纵波
三、机械波的传播
水波——既不是横波，也不是纵波
声波是纵波
思考：声波是横波还是纵波？
思考：地震波是横波还是纵波？
地震波既有横波又有纵波
质点振动方向的判定
问：图中P点的运动方向？
方法一：带动法
观察比P点更靠近波源一点的那个质点在P点的上方还是下方；
方法二：口诀法
走上坡，正在向下振动；
走下坡，正在向上振动。
三、机械波的传播
针对训练2 如图所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d、…、h等质点这一时刻的速度方向。
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题1一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
D
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题1
ABC
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题2
AB
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题3
[练习1] 已知一列机械波在一水平绳上匀速传播,则下列说法中正确的是( )
A.绳子上任意一点做受迫振动的周期相同
B.绳子上任意一点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅
C.绳子上相距为一个波长的两点振动情况是异步的
D.绳子上质点随波发生迁移
A
解析:机械波在绳子上传播时,各个质点做受迫振动的周期都相同,故A正确;只有处于平衡位置或波峰、波谷的质点在四分之一周期内的路程为一个振幅,故B错误;绳子上相距为一个波长的两点振动情况是同步的,故C错误;绳子上质点并不随波发生迁移,故D错误。
[练习2] (多选)一列横波沿绳子向右传播,传播过程无能量损失,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状。对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法正确的是( )
A.它们的振幅相同
B.质点D和F的速度方向相同
C.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置
D.从此时算起,质点E比F先到达波峰
ACD
[练习3]一个小石子投向平静的湖面中心,会激起一圈圈波纹向外传播,如果此时水面上有一片树叶(如图),下列对树叶运动情况的叙述正确的是( )
A.树叶慢慢向湖心运动
B.树叶慢慢向湖岸漂去
C.在原处上下振动
D.沿着波纹做圆周运动
C
解析:由于波在传播过程中,只传递振动能量和形式,而各质点不随波迁移,只在各自的位置附近振动。
例1.如图3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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
(1)t＝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＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态．
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题4
例1.如图3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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
(1)t＝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＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态．
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题4
例1.如图3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＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
(1)t＝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＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态．
质点振动方向的判定
三、机械波的传播
例题4