沪教版高中物理选修3-4 2.1机械波的产生_学案4

机械波的产生
【学习目标】
1．知道机械波的形成过程和产生条件。
2．知道机械波的种类——横波和纵波的概念。【学习重点】
理解机械波形成过程和产生条件 。
【学习难点】
明确机械波的传播特点。
【学习过程】
一、机械波的形成和传播
1．机械波：______________________________________________________________；
2．机械波形成的条件：①_______________； ②__________________；
3．机械波的形成机理：_______________________________________________；
4．机械波的传播实质：
①机械波传播时，介质中各质点只是在各自平衡位置附近发生______，但质点并不___________；
②机械波传播时，在传递_________这种运动形式的同时，也将波源的________传递出去；
二、横波和纵波
1．横波：___________________________________________________________；
2．纵波：___________________________________________________________；
3．横波中凸起的最高处叫__________；凹下的最低处叫____________；
纵波中质点分布最密的位置叫_________；质点分布最疏的位置叫_________；
4．声波是________波。声波不仅能在空气中传播，而且也能在_______、________中传播。
课堂突破
〖探究1〗绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动。看到什么现象？

思考：
①绳的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？______________________
如果将绳剪断，后面的质点还能运动吗？______________________________________
②如果手不动，绳子能形成波吗？_______________________________________________
通过上面的思考回答：波是怎样形成的呢？
（1）产生：
（2）传播：
（3）机械波的形成条件：
（4）机械波传播的是：
（5）机械波传播的是波源提供的能量。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，故可根据前一质点的位置而确定后一质点的运动方向。若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同。
（6）机械波传播的是波源的信息。我们用语言进行交流，是利用声波传递信息。
（7）机械波是一种“集体运动”，波的形成离不开介质中大量质点的集体振动，个别质点形不成波。
典例1
取一根较长的软绳，一端固定，另一端用手拉平后上下抖动，之所以在绳上形成凹凸相间的波，是因为( )
A．绳上各质点振动步调相同 B．绳上各质点振动步调相反
C．后一质点总比前一质点迟一些开始振动 D．绳上质点振动步调有的相同、有的相反
探究2 横波和纵波
（1）按质点的振动方向和波的传播方向的关系，可把机械波分成 和 。
①横波 质点的振动方向与波的传播方向 。在横波中，凸起的最高处叫做 ，凹下的最低处叫做 。
②纵波 质点的振动方向与波的传播方向 。在纵波中，质点分布最密的位置叫做 ，质点分布最疏的位置叫做 。
（2）横波只能在 中传播，而纵波可以在固、液、气三种状态的物质中传播。
①横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，由于只有固体才有固定的形状，也只能发生形变时才产生弹力，所以只有在弹性固体里才能产生横波。
②产生纵波时，物体的各部分经常在压缩和拉长，也就是说经常在改变自己的体积，在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播。
③纵波和横波可同时存在于同一种介质中，如地震波，既有横波，又有纵波，横波和纵波同时在地壳中传播。
典例2
（1）关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是( )
A．在横波中二者方向有时相同
B．在横波中二者方向一定不同
C．在纵波中二者方向有时相同
D．在纵波中二者方向一定不同
（2）如图所示，若一列横波在x轴上传播，a点是波传播方向上的某一质点，则质点a的振动方向一定上下振动吗？
【达标检测】
l．关于振动和波的关系，下列说法正确的是( )
A．有机械波必有机械振动；
B．有机械振动必有机械波；
C．介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动；
D．离波源远的质点振动得慢。
2．在机械波中（ ）
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的振动，后一质点的振动必落后于前一质点
D．各质点也随波的传播而迁移
3．波在介质中传播过程，下列说法正确的是（ ）
A．介质中各质点随波迁移 B．波源的振动能量随波迁移
C．介质中各质点的振幅一定相同 D．波的传播速度与质点的振动速度相同
4．机械波传播的特点：
（1）机械波向外传播的只是 ，介质本身并不随波迁移，质点只是在 。
（2）机械波是传递 的一种方式。波在传播振动的同时，也将波源的能量传递出去。
（3）波动是大量质点的振动行为，质点开始振动有一个时间差， 离波源越远的质点开始振动越 。
（4）沿波传播方向上的各个质点都做 振动，且起始振动方向与 开始振动方向 ，振动周期和振源 相同。
（5）波在时间上具有 ，在空间上具有 。
5．一列波由波源向周围传播开去，由此可知：（ ）
A． 波中各质点由近及远的传播开去
B．波源的振动形式由近及远地传播开去
C．介质中各质点只是振动而没有迁移
D．介质中各质点振动的能量由近及远的传播开去
6．关于机械振动与机械波的下述说法中正确的是（ ）
A．有机械振动就一定有机械波
B．机械波中各质点振幅一定相同
C．机械波中各质点均做受迫振动
D．机械波中各质点振动周期相同
7．一个小石子投向平静的湖水中，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶，下列对树叶运动情况的叙述中正确的是：（ ）
A．树叶渐渐飘向湖心；
B．树叶渐渐飘向湖边；
C．在原处震荡；
D．沿着波纹做圆周运动。
8．沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时，有：（ ）
A．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失；
B．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失；
C．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动；
D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动。
9．区分横波和纵波是根据（ ）
A．沿水平方向传播的叫横波
B．质点振动的方向和波传播的远近
C．质点振动方向和波传播方向的关系
D．质点振动的快慢
10.在波的传播过程中，下列说法中正确的是( )
A．介质中的质点随波一起发生迁移
B．介质中各质点的振动形式由近及远地传播开去
C．介质中各质点均做受迫振动，其振动频率等于振源的频率
D．振动质点的振动频率随波的传播而减少
11．在一平静的湖面上漂浮着一轻木块，向湖中投入一石块，在湖面上激起水波，关于木块的运动情况，以下说法正确的是( )
A．因为“随波逐流”木块将被推至远处
B．木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力有关
C．因不知道木块离波源的距离，它可能被波推动，也可能不被波推动
D．无论木块离波源的远近如何，它都不能被波推动，最多只能在湖面上做上下振动