（浙江專用）2018-2019學年高中物理 第十二章 機械波 第1課時 波的形成和傳播學案 新人教版選修3-4

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1、第1課時　波的形成和傳播 [研究選考·把握考情] 知識內容 波的形成和傳播 考試要求 加試b 教學要求 1.了解橫波、縱波的概念，知道橫波與縱波的區(qū)別 2.知道橫波的波峰和波谷；了解縱波的密部與疏部 3.知道聲波是縱波 4.了解介質的概念，知道機械波是機械振動在介質中的傳播 5.知道波傳播的是振動形式和能量，波也可以傳播信息 6.理解橫波的形成過程 7.理解波動和振動的聯(lián)系和區(qū)別 說明 不要求研究縱波的形成過程 知識點一　波的形成和傳播 [基 礎 梳 理] 1.波：振動的傳播稱為波動，簡稱波。 2.波的形成 當手握繩端上下振動時，繩端帶動相鄰的質點，

2、使它也上下振動。這個質點又帶動更遠一些的質點……繩子上的質點都跟著振動起來，只是后面的質點總比前面的質點遲一些開始振動，繩端這種上下振動的狀態(tài)就沿繩子傳出去了。 3.波的傳播 波傳播的是振動這種運動形式。 [要 點 精 講] 1.各質點的振動周期都與波源的振動周期相同。 2.離波源越遠，質點的振動越滯后，但各質點的起振方向與波源起振方向相同。 3.波傳播的只是振動形式，介質中的每個質點只在自己平衡位置附近振動，并不隨波遷移。 【例1】 下列關于機械波的說法中，正確的是(　　) A.各質點都在各自的平衡位置附近振動 B.相鄰質點間必有相互作用力 C.前一質點的振動帶動相鄰的后

3、一質點的振動，后一質點的振動必定落后于前一質點 D.各質點隨波的傳播而遷移 解析　振源依靠介質中各相鄰質點間的相互作用力使周圍的質點依次振動起來，且后一質點的振動必定落后于前一質點，選項B、C正確； 質點只在它們各自的平衡位置附近做受迫振動，它們振動的頻率均與波源的振動頻率相同，選項A正確；波在傳播過程中各質點不隨波遷移，選項D錯誤。 答案　ABC 知識點二　橫波和縱波 [基 礎 梳 理] 1.橫波 (1)定義：質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波。 (2)標識性物理量 ①波峰：凸起的最高處。 ②波谷：凹下的最低處。 2.縱波 (1)定義：質點的振動方向與波的傳播方

4、向在同一直線上的波。 (2)標識性物理量 ①密部：質點分布最密的位置。 ②疏部：質點分布最疏的位置。 [即 學 即 練] 下列關于橫波與縱波的說法中正確的是(　　) A.聲波一定是縱波 B.聲波可能是橫波 C.地震波既有橫波，也有縱波 D.橫波只能在固體中傳播，縱波既可以在固體中傳播，也可以在液體、氣體中傳播 解析　聲波不管在哪種介質中傳播，都是縱波，因此選項A正確，B錯誤；地震波既有橫波，也有縱波，且二者傳播速度不同，現(xiàn)代地震儀測震源距離就利用了這一點；橫波只能在固體中傳播，故選項C、D正確。 答案　ACD 知識點三　機械波 [基 礎 梳 理] 1.介質：波借以傳

5、播的物質。 2.機械波：機械振動在介質中傳播，形成了機械波。 3.介質中有機械波傳播時，介質本身并不隨波一起傳播，傳播的只是振動這種形式。 4.波是傳遞能量的一種方式。 5.波不但傳遞能量，而且可以傳遞信息。 [要 點 精 講] 1.振動與波動的區(qū)別 (1)研究對象不同 振動是單個質點所表現(xiàn)出的周而復始的運動現(xiàn)象，波動是大量質點表現(xiàn)出的周而復始的運動現(xiàn)象。 (2)運動成因不同 振動是質點由于某種原因離開平衡位置，同時受到指向平衡位置的力——回復力的作用。波動是由于介質中質點受到相鄰質點的帶動而隨著運動，并將振動形式由近及遠傳播開去，各質點間存在相互作用的彈力，各個質點都受到

6、回復力作用。 (3)運動性質不同 質點的振動是變加速運動，在同一介質中波動的傳播速度不變。 2.振動與波動的聯(lián)系 (1)振動是波動的起因，波是振動的傳播； (2)有波動一定有振動，有振動不一定有波動； (3)波動的周期等于質點振動的周期，波動和振動都是周期性運動。 【例2】 關于振動和波的關系，下列說法中正確的是(　　) A.振動是波的成因，波是振動的傳播 B.振動是單個質點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象 C.波的傳播速度就是質點振動的速度 D.波源停止振動時，波立即停止傳播 解析　機械波的產生條件是有波源和介質。由于介質中的質點之間相互作用，一

7、個質點的振動帶動相鄰質點的振動由近及遠傳播而形成波，所以選項A、B正確； 波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質中其速度大小不變； 而質點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化，選項C錯誤；波源一旦將振動傳給了介質，振動就會在介質中向遠處傳播； 當波源停止振動時，介質仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而停止傳播，即波不會停止傳播，選項D錯誤。 答案　AB 1.在平靜的湖面上漂著一塊小木條，現(xiàn)向湖中央扔一石子，圓形波紋一圈圈的向外傳播，當波傳播到小木條處時，小木條將(　　) A.隨波紋漂向湖岸 B.在原來位置不動 C.向波源處漂動 D.在原來

8、位置上下振動 解析　介質中有機械波傳播時，介質本身并不隨波一起傳播，介質質點只在自己的平衡位置附近振動，向外傳播的只是振動形式和能量，生活中，水面上的一些漂浮物會沿波向外移動，是因為外界另外一些因素的干擾，如風的吹動等，故D正確。 答案　D 2.有關縱波與橫波，下列說法正確的是(　　) A.振源上下振動形成的波是橫波 B.振源水平振動形成的波是縱波 C.波沿水平方向傳播質點上下振動，這類波是橫波 D.質點沿水平方向振動，波沿水平方向傳播，這類波是縱波 解析　不論振源沿水平方向振動，還是豎直方向振動，只要振動方向與波傳播方向垂直，則為橫波；若振動方向與波傳播方向在一條直線上則為縱

9、波。 答案　C 3.下列有關機械振動和機械波的說法中正確的是(　　) A.某物體做機械振動，它周圍的介質中就一定產生機械波 B.波源停止振動后，已形成的機械波仍能在介質中繼續(xù)傳播 C.機械波傳播的只是機械振動的形式和能量，參與波動的質點并不隨波遷移 D.振動是變速的，波動是勻速的 解析　機械振動在介質中的傳播形成機械波，選項A正確；由于機械波已在介質中形成，當波源停止振動，已振動的質點又形成新的波源，使機械波仍在介質中傳播，選項B正確；由機械波的傳播特點可知，選項C正確；波只有在同種均勻介質中才會勻速傳播，選項D錯誤。 答案　ABC 4.如圖1所示是某繩波形成過程的示意圖，1

10、，2，3，4……為繩上的一系列等間距的質點，繩處于水平方向。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2，3，4……各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端，t＝0時質點1開始豎直向上運動，經過四分之一周期，質點5開始運動。下列判斷正確的是(　　) 圖1 A.質點6開始振動時的運動方向向下 B.t＝時質點6的速度方向向下 C.t＝時質點10的運動方向向上 D.t＝T時質點16開始運動 解析　介質中各質點開始振動時的振動方向和波源開始振動時的振動方向相同，A錯誤；經過t＝質點1回到平衡位置，質點9開始向上振動，質點5振動到正的最大位移處，根據(jù)帶動法可知，質點6在平衡位置上

11、方向上振動，即速度的方向向上，B錯誤；t＝時質點1振動到負的最大位移處，質點9振動到正的最大位移處，質點13開始振動，5～13 之間的質點在平衡位置上方，9～13之間的質點振動方向都向上，C正確；t＝T時質點17開始運動，D錯誤。 答案　C 選擇題(在每小題給出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。) 1.機械波傳播的是(　　) A.介質中的質點 B.質點的運動形式 C.能量 D.信息 答案　BCD 2.關于機械波的說法正確的是(　　) A.相鄰的質點要相互做功 B.縱波的質點可以隨波遷移，而橫波的質點不能 C.波源開始時怎樣振動，其他質點開始時就怎樣

12、振動 D.波中各質點振動頻率是相同的 解析　機械波是由于介質中前面的質點帶動后面的質點，使波源的振動形式與波源的能量向遠處傳播而形成的，前后質點間存在相互作用力，因而相互做功，故A正確；波傳播過程中，各質點只能在各自的平衡位置附近振動，質點不隨波遷移，因此B錯；每個質點都是由波源帶動依次振動，每個質點都做受迫振動，每個質點的頻率都與波源頻率相同，并且都“仿照”波源振動，故C、D正確。 答案　ACD 3.在敲響古剎里的大鐘時，有的同學發(fā)現(xiàn)，停止對大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”，分析其原因是(　　) A.大鐘的回聲 B.大鐘在繼續(xù)振動，空氣中繼續(xù)形成聲波 C.人的聽覺發(fā)生“暫留”的

13、緣故 D.大鐘雖停止振動，但空氣仍在振動 解析　停止對大鐘的撞擊后，大鐘的振動不會立即停止，振動的能量不會立即消失，大鐘做阻尼振動一段時間，因此還會在空氣中形成聲波，這就是余音未絕的原因，所以選項B正確。 答案　B 4.科學探測表明，月球表面無大氣層，也沒有水，更沒有任何生命存在的痕跡，在月球上，兩宇航員面對面講話也無法聽到，這是因為(　　) A.月球太冷，聲音傳播太慢 B.月球上沒有空氣，聲音無法傳播 C.宇航員不適應月球，聲音太輕 D.月球上太嘈雜，聲音聽不清楚 答案　B 5.一列機械橫波某時刻的波形如圖1所示，則關于質點A的受力，下列說法正確的是(　　) 圖1

14、 A.如果波向右傳播，則質點A受到向上的作用力 B.如果波向右傳播，則質點A受到向下的作用力 C.如果波向左傳播，則質點A受到向上的作用力 D.如果波向左傳播，則質點A受到向下的作用力 解析　無論波向右或向左傳播，回復力始終指向平衡位置，質點A的回復力是由相鄰質點對A的作用力提供的，故B、D正確。 答案　BD 6.以下對機械波的認識正確的是(　　) A.形成機械波一定要有波源和介質 B.波源做簡諧運動形成的波中，各質點的運動情況完全相同 C.橫波向右傳播時，處于波峰的質點也向右遷移 D.機械波向右傳播時，右方的質點比左方的質點早一些振動 解析　波源和介質是形成機械波的兩個

15、必不可少的條件，故A正確；簡諧運動形成的波在介質中傳播時，介質中各質點都做簡諧運動，沿波的傳播方向上，后面的質點比前面的質點總要晚一些開始振動，但質點本身并不隨波的傳播而發(fā)生遷移，而且各質點的振動步調不一致，故B、C、D均錯。 答案　A 7.關于機械波和機械振動的下列說法正確的是(　　) A.機械振動就是機械波，機械波就是機械振動 B.有機械波，則一定有機械振動 C.機械波就是質點在介質中的運動路徑 D.在波的傳播方向上各個質點都有相同的振動頻率和振幅 解析　機械振動在介質中的傳播即機械波，A錯誤；波的形成有兩個條件，一是要有波源，二是要有介質，所以，有機械波一定有機械振動，B正

16、確；在波的形成和傳播過程中，各質點不隨波遷移，C錯誤；離波源較遠的質點靠前面質點的帶動，所以頻率、振幅相同，D正確。 答案　BD 8.關于振動和波的關系，下列說法正確的是(　　) A.如果波源停止振動，已經振動的質點將繼續(xù)振動，未振動的質點則不會振動 B.發(fā)聲體在振動時，一定會產生聲波 C.機械波是質點隨波遷移，也是振動能量的傳遞 D.波動的過程是質點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程 答案　D 9.如圖2所示為波沿一條固定的繩子向右剛傳播到B點時的波形，由圖可判斷A點剛開始的振動方向是(　　) 圖2 A.向左 B.向右 C.向下 D.向上 解析　

17、根據(jù)帶動法可知B點要向上振動，且所有點的起振方向都相同，所以D正確。 答案　D 10.一列波在介質中向某一方向傳播，圖3為此波在某一時刻的波形圖，并且此時振動還只發(fā)生在M、N之間，已知此波的周期為T，Q質點速度方向在波形圖中是向下的，下面說法中正確的是(　　) 圖3 A.波源是M，由波源起振開始計時，P質點已經振動時間T B.波源是N，由波源起振開始計時，P質點已經振動時間 C.波源是N，由波源起振開始計時，P質點已經振動時間 D.波源是M，由波源起振開始計時，P質點已經振動時間 解析　由于此時Q質點向下振動，且Q質點右方鄰近質點在Q質點下方，則波向左傳播，N是波源.振動從

18、N點傳播到M點，經過一個周期，又因從波源N起振開始計時，需經T，P質點才開始起振，故P質點已振動了，選項C正確。 答案　C 11.如圖4所示為一列沿x軸負方向傳播的機械波在某一時刻的波形圖，下列說法中正確的是(　　) 圖4 A.該時刻a點和d點處的質點位移相同，加速度相反 B.該時刻b點和c點處的質點位移相同，速度方向也相同 C.質點b比質點c先回到平衡位置 D.質點a比質點d先回到平衡位置 解析　該時刻a點和d點處的質點位移相同，加速度方向均指向y軸正向，選項A錯誤；該時刻b點和c點的質點位移相同，b點速度方向向上，c點速度方向向下，故質點c比質點b先回到平衡位置，選項B

19、、C錯誤；質點a振動方向向上，質點d振動方向向下，故質點a比質點d先回到平衡位置，選項D正確。 答案　D 12.一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖5所示的凹凸形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F 6個質點，有(　　) 圖5 A.它們的振幅相同 B.其中D和F的速度方向相同 C.其中A和C的速度方向相同 D.從此時起，B比C先回到平衡位置 解析　各質點先后到達波峰或波谷處，振幅相同，A正確；由于各質點都要“尾隨”前邊質點振動，在波向右傳播時，質點D向上振動，質點F向下振動，二者雖然速度大小相同，但方向不同，B錯誤；同理可知A向下運動，C向上運動，二者速度方向相反，C錯誤；從此時起，B和C均向上振動，顯然B先到達波峰，先回到平衡位置，D正確。 答案　AD 9