3.1波的形成 教学课件 (共34张PPT)

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3.1波的形成
第三章 机械波
波的形成
横波和纵波
机械波
“带动法”判断质点的振动方向
01
02
03
04
目录
CONTENTS
波的形成
PART 1
物体（或质点）在受到一个大小与位移成正比，方向与位移方向租反的回复力作用时，就会做简谐振动。如果做简谐振动的物体（质点）与周围的物体（或质点）有互相作用，那么它的振动对周围物体（或质点）会有什么影响 今天我就研究这个问题。
绳上做的标记，在波传播的过程中，这个标记怎样运动？它是否随着波向绳的另一端移动？
【探究】绳波究竟是怎样形成的呢？
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
当手握绳端上下振动时，绳端会带动相邻质点也上下振动起来。相邻质点又带动更远一些的质点振动起来……最终绳上的质点都振动起来，即绳端的振动状态沿绳子传出去。（只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动）
【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？
【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4】振源振动停止后波的传播会立刻停止么？
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。
各质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。
振动步调不一致：前一质点依次带动后一质点振动,但后一质点滞后振动。
绳上个点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。
质点说：我们从不“随波逐流”，
我们只是“波”的搬运工。
前面质点对后面质点说：“我的今天就是你的明天”
波源停止振动后，波仍向前传播。
时间上：各质点做受迫振动，周期、频率与波源相同。
空间上：质点只在自己的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”。
质点间：①质点的起振方向均与波源起振方向相同； ②沿着波的传播方向，先振动的质点带动后振动的质点。
各质点的运动特征
“带动、重复、滞后”
一、波的形成
1.波：振动的传播称为波动，简称波。
2.介质:绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质,叫作介质。
3.波的产生
(1)动力学观点:介质中的相邻质点间存在相互作用力,前面的质点带动后面的质点振动,将波源的振动形式向外传播。
(2)能量观点:介质中前后质点间存在相互作用力,因而相互做功,从而将波源的能量向外传播。
（1）因果关系：振动是波动的原因，波动是振动的传播。
（2）研究对象：振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。
4.振动与波动的联系与区别：
例1.(2023河北廊坊一中月考)在一条软绳上选18个等间
距的质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在
相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波。由波的
形成及图示可知,下列说法中正确的是 (　　)
A.每个质点均在其平衡位置附近自由振动
B.每个质点开始运动后,均在水平方向做匀
速运动,在竖直方向做简谐运动
C.绳上的每一个质点开始振动时,方向都向
上,振动周期都相同
D.绳上波的传播过程也是能量的传递过程,
每个质点均做等幅振动,故每个质点的机械能守恒
C
横波和纵波
PART 2
互相垂直
同一直线上
【观察与思考】观察绳波和推拉弹簧形成的波，判断这两种波在传播的过程中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？
纵波
横波
（1）定义：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波（凹凸波）。
（2）特点：有波峰、波谷．（凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷）
1、横波
（3）说明：横波是靠物体内部形变而产生的弹力作为回复力，横波只能在固体内传播。
二、横波和纵波
（1）定义：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波（疏密波）
（2）特点：有密部、疏部．（质点分布较密的部分叫密部，质点分布较稀的部分叫疏部）
（3）说明：纵波是靠介质质点的相互挤压而产生的作用力作为回复力。纵波在固体、液体、气体中都能传播。
2、纵波
3、常见的波
③水波:
既不是横波也不是纵波，叫做水纹波
②声波:
既有横波也有纵波（在空气中传播一定是纵波，在固体中传播时可能是横波，也可能是纵波）
④地震波:
既有横波也有纵波。
①绳波是横波；
例2.(2024江苏南通期中)有关纵波与横波,下
列说法中正确的是 (　　)
A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向
一定相同
B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂
直
C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不
能
D.地震波是横波,声波是纵波
B
例3.2025年2月5日7时42分，新疆阿克苏库车市发生5.0级大地震。地震波既有纵波也有横波，若该地区地震时纵波的传播速度大于横波的传播速度，则震源正上方的房屋(　　)
A．同时上下振动和左右摇动
B．先左右摇动后上下振动
C．先上下振动后左右摇动
D．只上下振动
C
例4.下面关于横波、纵波的说法中正确的是（　　）
A．同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B．由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同，故横波、纵波不可能沿同一方向传播
C．横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D．只要存在介质，不管是固体、液体或气体，均可传播横波和纵波
A
机械波
PART 3
1、定义：机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。
2.产生条件：① 有振（波）源。② 有可传播波的介质。
波源（振源）：能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
介质：凡是能传播机械振动的媒介物质，都可以叫做介质
【注意】有振动不一定存在波，有波一定存在振动．
三、机械波
3、机械波的特点：带动性、滞后性、重复性
①沿波传播的方向：由近及远的传播。
②机械波传播的是振动的形式、能量和信息;
③各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移;
④介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率；
⑤各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。
⑥传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。
例5. 科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹。在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为( )
A. 月球太冷，声音传播太慢
B. 月球上没有空气，声音无法传播
C. 宇航员不适应月球，声音太轻
D. 月球上太嘈杂，声音听不清楚
B
例6.(多选)关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是( 　 )
A．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波
B．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得迟一些
C．离波源较近的质点总比离波源较远的质点振动得早一些
D．一旦波源振动起来，介质中各个质点也就立刻振动起来
AC
“带动法”判断质点的振动方向
PART 4
绳波在某时刻的形状如图所示，若O是波源，则此刻A点向什么方向运动？若O′是波源，则此刻A点向什么方向运动？
若O点为波源，A点左侧的质点将带动A向上振动；若O′是波源，A点右侧的质点将带动A点向下振动。
某时刻一列波的形状如图所示。此刻质点a正在向上运动试判断此刻质点b的运动方向．
由于此刻质点a在前一个质点的带动下正在向上运动。可知波源在质点a的左侧，因此该列波由左向右传播，质点b在左侧质点的带动下将向下运动。
四、“带动法”判断质点的振动方向
(1)原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。
(2)方法：在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。
（3）口诀：谁带动向谁动；带哪边传哪边。
例7.(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
AD
例8.如图是以质点P为波源的机械波在绳上传到质
点Q时的波形,下列说法正确的是 (　　)
A.绳波传播不需要介质
B.此时质点P在向下振动
C.质点Q的起振方向朝下
D.绳中质点带动右侧相邻的质点振动
B
例9.(2024北京顺义牛栏山一中月考)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
的运动方向沿y轴负方向,则 (　　)
A.此波向x轴正方向传播
B.质点C将比质点B先回到平衡位置
C.质点B与质点D此时的速度相同
D.质点E的振幅为零
B
例10.(2023·龙岩高中月考)振源A带动细绳上下振动，某
时刻在绳上形成的横波波形如图所示，规定绳上各质点在
AP所在直线上方时位移x为正方向，从波传播到细绳上的
P点开始计时，下列四幅x－t图像中能表示P点振动图像的
是(　　)
A
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