沪教版高中物理选修3-4 2.1机械波的产生_学案2

机械波的产生
【学习目标】
1．知道波的形成过程，掌握机械波的概念。
2．掌握波形成的条件，知道波的特点。
3．知道波的分类，能区分什么是横波什么是纵波。
4．理解波是传播振动形式和能量的一种方式。
【学习重难点】
波形成的条件是重点，波的概念的建立是难点。
【学习过程】
一、机械波是怎样形成的
1．机械波的概念：__________在介质中的传播就形成机械波。
2．机械波的产生条件：由波的形成可以看出，要产生机械波，必须有______________和传播振动的___________。所以有机械波一定有振动，但有振动不一定会形成机械波。
3．机械波的形成过程
（1）介质模型：把介质看成由无数个________弹性连接而成。
（2）机械波的形成过程：由于相邻质点的_________，当介质中某一质点发生振动时，就会带动周围的_________振动起来，从而使振动向远处传播。
二、横波与纵波
按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：_______和_______。
1．横波：质点的振动方向与波的传播方向_______。在横波中，凸起部分的最高处叫做_______，凹下部分的最低处叫做_________。
2．纵波：质点的振动方向与波的传播方向____________。在纵波中，质点分布较密集的部分叫做_______，质点分布较稀疏的部分叫做___________。
三、波传递的是能量和信息
波不但传递能量，而且可以传递________。
核心要点突破
一、波的形成和传播
1．形成条件：要形成一列波，必须有波源，即有能够引起其他质点振动的质点，再就是必须要有介质，即传播振动的媒介物。故波的形成条件为：（1）波源；（2）介质，两者缺一不可。
2．传播特点
（1）波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，每个质点的振动周期和频率都与波源相同；各质点的起振方向与波源的起振方向相同，但不同步，离波源越远的质点，起振越滞后。
（2）波在传递运动形式的同时也传递能量和信息。由于介质各质点间存在着相互作用力，当波源在外力作用下振动时，必然会带动相邻质点振动，被带动的质点又会带动它相邻质点振动，这样依次带动下去，就将振源的振动形式和能量传播出去，形成机械波。
（3）机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量，介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动。在横波中，波动方向与振动方向垂直，在均匀介质中，波是匀速传播的，振动是变速运动。
（4）介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点振动，故可以看到前一质点的位置确定后一质点的运动方向。此外，若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同。
二、振动和波动的区别与联系
1．两者的联系：振动是波动的起因，波动是振动在介质中的传播；没有振动一定没有波动，但是没有波动不一定没有振动。
2．两者的区别
（1）从研究对象看，振动是一个质点或一个物体在某一平衡位置附近往复运动；而波动是大量质点一次发生振动而形成的“集体运动”。
（2）从运动原因看，振动是由于质点所受回复力的作用结果；而波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的。
（3）从能量的变化看，振动系统的动能和势能相互转化，如果是简谐运动， 在动能和势能相互转化的过程中总的机械能保持不变；而波在传播过程中，由振源带动它相邻的质点运动，即振源将机械能传递给它的相邻的质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此说，波的传播过程也是一个能量的传播过程，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来。
【达标检测】
1．(2011年新建高二检测)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，对此绳上的A、B、C、D．E、F六个质点( )
A．它们的振幅相同
B．质点D和F的速度方向相同
C．质点A和C的速度方向相同
D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置
2．下列有关纵波和横波的说法中，正确的是（ ）
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源水平振动形成的波是纵波
C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波
D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波
3．下列关于横波和纵波的说法中正确的是( )
A．沿水平方向传播的叫横波
B．纵波在介质中可以沿任意方向传播
C．纵波和横波不可以同时在同一种介质中传播
D．凡是振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波
4．波在传播过程中，正确的说法是( )
A．介质中的质点随波的传播而迁移
B．波源的振动能量随波传递
C．振动质点的频率随着波的传播而减小
D．波源的能量靠振动质点的迁移来传播
5．(2011年西安高二检测)关于机械振动和机械波，下列叙述不正确的是( )
A．有机械振动必有机械波
B．有机械波必有机械振动
C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移
D．在波的传播中，如果振源停止振动，波的传播并不会立即停止