高中物理沪教版（2019）选择性必修一 课件 3.1 机械波的产生(共22张PPT)

(共22张PPT)
第三章 机械波
1.机械波的产生
教学目标
CONTENT
01
02
03
知道波可以传播振动形式、能量和信息
了解纵波和横波的区别以及波峰、波谷、密部和疏部等概念
掌握机械波的形成过程和条件
水波
新课引入
旗面波
声波
波是怎样形成的？
手持绳的一端不断上下振动，机械振动在物质中的传播称为机械波，简称波。
波的形成
一
知能提升
1.观察绳波的产生和传播
思考：绳波究竟是怎样形成的呢？
点击手
2.分析波的形成过程
设想:把绳分成很多小段
每一小段均可看成一个质点
相邻两质点之间会存在相互作用的力
一根绳，无数段，前后质点力相连；
前带后，后跟前，振动形式沿绳传。
3.分析波的传播特点
(1)绳上各点有没有随波迁移？波传播的是什么？
(2)绳上各点是同时起振的吗？起振方向相同吗？
(3)绳上各点振动步调一致吗？
(4)绳上各点振动频率相同吗？
(5)不同时刻绳上波的形状是怎样变化的？
4.归纳波的传播特点
(1)质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移；
(2)波传播的是振动形式和能量，波是传递能量的一种方式；
(3)离振源近的质点先起振，振动步调不一致，但是，各质点的起振方向与振源起振方向相同；
(4)各质点的振动都是受迫振动，频率均等于振源频率；
(5)波的形状随时间延续沿波传播方向平移。
5．产生机械波的条件：同时存在波源和介质
6．有振动不一定存在波，有波一定存在振动
介质——波借以传播的物质
波源——保持持续振动的物体
1.横波：质点振动方向与波的传播方向互相垂直的波.
波峰
波峰
波谷
振动方向
波的传播方向
横波和纵波
二
知能提升
2.纵波：质点振动方向与波的传播方向在一条直线上的波 .
密部
疏部
密部
疏部
波的传播方向
质点振动方向
3.常见的横波和纵波 ：
(1)绳波是横波。
(2)声波是纵波。
(3)水波是比较复杂的机械波，不能简单地认为是横波，但有时将水波理想化为横波。
(4)地震波中既有横波，又有纵波。
机械波传播振动形式
机械波传播能量
机械波传播信息
机械波传播什么
三
知能提升
例1. (多选)关于机械波的说法正确的是( 　　)
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动
B.相邻质点间必有相互作用力
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动，后一质点的振动必定滞后于前一质点
D.各质点随波的传播而迁移
解析：波源的振动使其周围质点依次振动，之所以能依次振动下去，就是依靠了相邻质点间的相互作用力；沿波的传播方向，后一质点的振动必滞后于前一质点的振动；质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。
ABC
典例精析
例2. (多选)关于横波和纵波，下列说法中正确的是(　 　)
A.质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波
B.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C.横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部
D.地震波是横波，声波是纵波
解析：根据横波和纵波的定义可知A、B、C正确；声波是一种纵波，但地震波中既有横波，又有纵波，D错误。
ABC
例3. (多选)水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1、2、3…。使质点1沿竖直方向做简谐运动，振动将沿绳向右传播，从质点1经过平衡位置向上运动时开始计时，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动。此时质点10的加速度 (　　)
A.为零　　B.为最大值　　C.方向向上　　D.方向向下
解析：根据题意，当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动，故1～13点间波形为一个完整的正弦波形，此时质点10处于正向最大位移处，合力提供回复力，指向平衡位置。根据牛顿第二定律，加速度方向也指向平衡位置，故一定是竖直向下；由于此时质点10处于正向最大位移处，故加速度最大，故选B、D。
BD
课堂小结
一、波的形成
二、横波与纵波
三、机械波传播形式、能量和信息
1.关于振动和波的说法正确的是 (　　)
A.有机械波必有振动
B.有机械振动必有波
C.离波源远的质点振动较慢
D.质点的振动方向总是垂直于波的传播方向
解析：机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动。但如果只有振动，而没有介质的传播就不会有机械波的产生。因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在一条直线上。
跟踪练习
A　
2. 以下对机械波的认识正确的是 (　　)
A.形成机械波一定要有波源和介质
B.波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同
C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移
D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动
解析：波源和介质是形成机械波的两个必不可少的条件，故A正确。简谐运动形成的波在介质中传播时，介质中各质点都做简谐运动，沿波的传播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、C、D均错。
A　
3.艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目。19世纪末至20世纪初起源于欧洲。艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图。讨论：
(1)丝带上的各点有没有随波迁移？
(2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？
解析：(1)质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移；
(2)振源停止振动，波会继续向前传播，所以丝带上的波不会立即停止。
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