(共56张PPT)
第三章 机 械 波
1.波
的
形
成
必备知识·自主学习
一、波的形成
以绳波为例：
二、横波和纵波
定 义
标志性物理量
实物波形
横
波
质点的振动方向与
波的传播方向互相
_____的波
(1)波峰:凸起的_______
(2)波谷:凹下的_______
纵
波
质点的振动方向与
波的传播方向在
___________的波
(1)密部:质点分布_____
的位置
(2)疏部:质点分布_____
的位置
垂直
最高处
最低处
同一直线上
最密
最疏
三、机械波
1.介质:
(1)定义:波借以_____的物质。
(2)特点:组成介质的质点之间有_________,一个质点的振动会引起相邻质点的
振动。
2.形成:机械振动在_____中传播,形成机械波。
3.两个产生条件:
(1)要有_____。
(2)要有传播振动的_____。
传播
相互作用
介质
波源
介质
4.传播的三个特点:
(1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,它传播的只是_____这
种运动形式。
(2)波是传递_____的一种方式。
(3)波可以传递_____。
振动
能量
信息
【易错辨析】
(1)在水平方向传播的波为横波。
(
)
(2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移。
(
)
(3)在绳波的形成和传播中,所有质点同时运动,同时停止运动。
(
)
(4)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同。
(
)
(5)纵波指的是质点的振动方向和波的方向垂直的波。
(
)
(6)横波中分密部和疏部,纵波中分波峰和波谷。
(
)
×
√
×
√
×
×
关键能力·合作学习
振 动
波 动
区
别
研究
对象
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进行传播
的“群体行为”
力的
来源
可以由作用在物体上的各
种性质力提供
可以由联系介质中各质点的弹
力提供
运动
性质
质点做变加速运动
在同一种均匀介质中是匀速直
线运动
振 动
波 动
联系
(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、频率和振幅都与振源相同
横 波
纵 波
概 念
在波动中,质点的振动方向和波
的传播方向相互垂直
在波动中,质点的振动方向和波的
传播方向在一条直线上
介 质
只能在固体介质中传播
在固体、液体和气体介质中均能
传播
特 征
在波动中交替、间隔出现波峰
和波谷
在波动中交替、间隔出现密部和
疏部
情境·模型·素养
课堂检测·素养达标(共105张PPT)
2．波
的
描
述
必备知识·自主学习
一、波的图像
1.波的图像的画法:
2.正弦波:
二、波长、频率和波速
1.波长λ:
(1)定义:在波动中,振动相位总是相同的两个_____质点间的距离。
(2)特征:
①在横波中,两个相邻_____或两个相邻_____之间的距离等于波长。
②在纵波中,两个相邻_____或两个相邻_____之间的距离等于波长。
相邻
波峰
波谷
密部
疏部
2.周期T、频率f:
(1)周期(频率):在波动中,各个质点的_______________叫波的周期(或频率)。
(2)周期T和频率f的关系:互为_____,即f=____。
(3)波长与周期的关系:经过_________,振动在介质中传播的距离等于一个波
长。
振动周期(频率)
倒数
一个周期
3.波速v:
(1)定义:波速是指波在_______传播的速度。
(2)特点:
①机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,不同频率的机械波在相
同的介质中的传播速度_____(选填“相等”或“不相等”)。
②某种机械波从一种介质进入另一种介质,频率_____,波速_____。
(3)波长、频率和波速之间的关系:v=____=__。
介质中
相等
不变
改变
f
【易错辨析】
(1)波的图像也称为波形图,简称波形。
(
)
(2)波的图像表示某一质点在各个不同时刻的位移。
(
)
(3)只有横波才能画出波的图像。
(
)
(4)波的图像表示波中各质点在某一时刻的位移。
(
)
√
×
×
√
关键能力·合作学习
【解题探究】
(1)质点不会随着波传播_____,振动情况相同的质点距离必须是波长的整数倍。
(2)通过波的传播方向可以判断图中质点的运动方向,回复力始终指向_________
并与偏离平衡位置的距离成_____。
迁移
平衡位置
正比
简谐运动的图像
简谐波的图像
不
同
点
图 像
研究对象
某个振动质点
所有质点
简谐运动的图像
简谐波的图像
不
同
点
研究内容
某质点位移随时间的变化规律
某时刻所有质
点的空间分布规律
图像变化
随时间延伸
随时间推移
一个完整图像所占横坐标的距离
表示一个周期T
表示一个波长λ
比 喻
单人舞的录像
抓拍的集体舞照片
相同点及联系
图像形状
正弦曲线
可获得的信息
质点振动的振幅、位移、加速度的方向
联 系
质点的振动是组成波动的基本要素
情境·模型·素养
课堂检测·素养达标(共73张PPT)
3．波的反射、折射和衍射
必备知识·自主学习
一、波的反射和折射
1.反射现象:波遇到介质界面会_______继续传播的现象。
2.折射现象:波从一种介质_____另一种介质时,波的_____方向发生改变的现
象。
返回来
射入
传播
二、波的衍射
【情境思考】
如图,做水波的衍射实验时,P点的水没有振动起来,为使挡板左边的振动传到P点,可以采用的办法有哪些?
提示:N板上移或M板下移,也可以减小波的频率。
1.定义:波可以绕过_______继续传播的现象。
2.发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_______
___,或者比波长_______,才能观察到明显的衍射现象。
3.波的衍射的普遍性:一切波都能发生_____,_____是波特有的现象。
障碍物
相差不
多
更小时
衍射
衍射
【易错辨析】
(1)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。
(
)
(2)波速表示介质中质点振动的快慢。
(
)
(3)在横波中,两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长。
(
)
(4)在纵波中两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长。
(
)
(5)振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期。
(
)
×
×
×
×
√
关键能力·合作学习
比较项目
波的反射
波的折射
传播方向
改变 i＝i′
改变 r≠i
频率f
不变
不变
波速v
不变
改变
波长λ
不变
改变
情境·模型·素养
课堂检测·素养达标(共86张PPT)
4．波
的
干
涉
5．多普勒效应
必备知识·自主学习
一、波的干涉
【情境思考】
两列水波的干涉图样有什么规律?
提示:振动强弱相互间隔且稳定不变
1.波的叠加原理:几列波相遇时能够保持各自的运动特征,继续传播,在它们重
叠的区域里,介质的质点_____参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几
列波单独传播时引起的位移的_______。
2.波的干涉:
(1)定义:_________的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减
小的现象。
同时
矢量和
频率相同
(2)稳定干涉条件。
①两列波的_____必须相同。
②两个波源的_______必须保持不变。
3.干涉的普遍性:一切波都能够发生干涉,干涉是_________现象。
频率
相位差
波特有的
二、多普勒效应及其应用
1.多普勒效应:波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的_____都会
发生变化的现象。
2.多普勒效应产生的原因:
(1)当波源与观察者相对静止时,1
s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是___
___的,观察者观察到的频率_____波源振动的频率。
(2)当波源与观察者相向运动时,1
s内通过观察者的波峰(或密部)的数目_____,
观察到的频率_____;反之,当波源与观察者互相远离时,观察到的频率_____。
频率
一
定
等于
增加
增加
变小
3.应用:
(1)测车辆速度:交通警车向行进中的车辆发射频率已知的超声波,同时测量___
___________,根据___________变化的多少就能知道车辆的速度。
(2)测星球速度:测量星球上某些元素发出的光波的_____。然后与地球上这些
元素_____时发光的频率对照,可得星球的速度。
(3)测血流速度:向人体内发射_________的超声波,超声波被血管中的血流_____
后又被仪器接收,测出反射波的_________,就可得血流速度。
反
射波的频率
反射波频率
频率
静止
频率已知
反射
频率变化
【易错辨析】
(1)一切波都能发生干涉现象。
(
)
(2)两列波相遇后各自的运动特征会受到影响。
(
)
(3)在两列波重叠的区域里,任何一个质点的位移都等于原来位移的两倍。
(
)
(4)两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象。
(
)
(5)产生干涉的一个必要条件是,两列波的频率必须相同。(
)
√
×
×
×
√
关键能力·合作学习
相对位置
图 示
结 论
波源S和观察者A相对
静止,如图所示
f波源=f观察者,音调不变
波源S不动,观察者A运
动,由A→B或A→C,如
图所示
若靠近波源,由A→B,则f波源音调变高;若远离波源,由A→C,则
f波源>f观察者,音调变低
相对位置
图 示
结 论
观察者A不动,波源S运
动,由S→S2,如图所示
f波源情境·模型·素养
课堂检测·素养达标(共72张PPT)
单元素养评价(三)(第三章)
(90分钟 100分)
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U
2
X
n
v/m
0.2
2345689
y(×1076m)
y(×10-6m)
P
m
t(×103s)
0.5
图
图
A
O
X
C
D
P
Q
22
HOX520;30x
336N9:A1215/×10
cm
20
x/cm
8910
v/cm
2
x
2
Qox/
C
C
b
0.24
2
cm
9
P
Q
0.2
20.40.60
01.2
Q
0.20
20
0.60
01.2(共44张PPT)
阶段提升课
第三章
知识体系·思维导图
考点整合·素养提升
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机械振动在介质中的传播定义
波长
械波
有波源
猫逕量周期和频率
产生条件
有介质
横波
机械波
波速
U
分类
纵波
质点不随波迁移特点
S
波动图像的特点O
R
波源与观察者相互接近时,
游网娜
简谐波图像的应用
观察者接收到的频率增大
与振动图像的比较
规律多普勒效应
波源与观察者相互远离时
机械波
观察者接收到的频率减小
波面和波线
定义
波的反射
遇到障碍物会返回
和折射波的反射
来继续传播的现象
频率相同
波的干涉
产生干涉的
波从一种介质进入另一种介质
必要条件
时,传播方向发生改变的现象
相位差恒定
波可以绕过
障碍物继续(波的折射
sin
01
U
sin
e
波的叠加
我定义传播的现象
折射定律
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波
发生明显衍射现象的条件长相差不多,或者比波长更小时
a衍射
b于涉
想到“两相干波源频率相同、加强区
看到“干涉”
和减弱区相互间隔”
关键词转化
波绕到影子区域、波长与
想到障碍物或孔的尺寸相差不
大或波长更长”
看到“衍射”
人
M
y/
z/cm
4321012
2
X
甲
/cm
丙
v/cm
图
图2
甲
U
U
B
C
5
0.2
Q
U
y/cm
v/cm
2
M
N
r/m
甲
0.2
0.2
0
甲
乙
20
0
0
68x/
20
20
甲
