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文檔簡介
第三章
機械波第1節
波的形成課標解讀課標要求素養要求1.通過觀察,認識波的特征。2.能區別橫波和縱波。1.物理觀念:理解機械波的形成過程和產生條件,知道機械波的種類。明確機械波傳播的特點。⒉科學思維:通過對波的認識和理解,逐步提高空間想象能力。要點一波的形成當手握繩端上下振動時,繩端帶動相鄰的質點,使它也上下振動,這個質點又_______①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_____①一些開始振動。這樣依次帶動下去,繩端這種上下振動的狀態就沿繩子傳出去了,整體上形成了凹凸相間的波形。帶動遲①(1)取一條較長的軟繩,連續向上、向下抖動長繩,可以看到一列波產生和傳播的情形,你能不能描述一下波的形成過程?(注意體會“帶動”“遲”的含義)提示①將繩分成許多小段,每一段都可以看成質點。②相鄰質點間有相互作用,當振源質點振動時,會帶動相鄰質點振動。這一質點又會帶動下一質點振動。③后面質點的運動重復前面質點的運動。④后面質點的運動滯后前面質點的運動,同一時刻,各質點離開平衡位置的位移是不同的,從而整體上形成凹凸相間的波形。(2)在水面上投一石塊形成水波,則水面上的樹葉能否隨水波漂浮到遠處?提示不能。水波在傳播時,介質不隨波遷移。提示波源和介質是形成機械波的必要條件,二者缺一不可,有振動不一定有機械波,有機械波一定有振動。(4)機械波形成后,若波源停止振動,機械波會立即消失嗎?提示不會。波源停止振動后,機械波傳遞的能量并不會立即消失,因此機械波不會立即消失。(3)振動和波的關系是什么?有振動是否一定有機械波?要點二橫波和縱波質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波,叫作_______②。在橫波中,凸起的最高處叫作波峰,凹下的最低處叫作波谷。質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波,叫作_______②。在縱波中,質點分布最密的位置叫作密部,質點分布最疏的位置叫作疏部。橫波縱波②(1)當地震發生時,地震波在地球內部和地表傳播,有時使人感到左右搖晃,有時感到上下顛簸,由此可見地震波是什么波?提示地震震源往往在地下某個地方,地震發生時,人感到上下顛簸是因為有縱波,感到左右搖晃是因為有橫波,所以,地震波既含有縱波成分又含有橫波成分。另外,橫波振幅比縱波大,破壞力大,所以橫波的水平晃動力是造成建筑物損壞的主要原因。提示聲波是橫波還是縱波,不是由聲源決定的,而是由它傳播的介質決定的,在空氣中聲音以縱波的形式傳播,在固體中縱波、橫波共存。空氣之所以能傳播縱波,是因為聲源振動→周圍空氣疏、密度發生變化→傳播至耳膜,耳膜振動,然后人就聽到了聲音。(2)聲波是橫波還是縱波?1.機械振動在介質中傳播,形成機械波。2.機械波的產生條件(1)要有波源。(2)要有傳播振動的介質。3.介質中有機械波傳播時,介質本身并不隨波一起傳播,因此說它傳播的只是振動這種運動形式和能量。探究點一
波的形成
如圖所示是生活中常見的幾種波動現象,這些波動現象是如何形成的呢?[提示]以彩帶為例,運動員手持細棒抖動彩帶的一端,彩帶像波浪般翻卷,是因為彩帶一端振動,帶動彩帶上相鄰部分振動,依次逐漸引起整個彩帶振動。1.機械波的形成與傳播2.波動過程中各質點的運動特點(1)先振動的質點帶動后振動的質點;后振動的質點重復前面質點的振動;后振動的質點的振動狀態落后于先振動的質點。概括起來就是“帶動、重復、落后”。(2)各質點只在各自的平衡位置附近做往復運動,并不隨波遷移。各質點的起振方向都與波源開始振動的方向相同。(3)機械波向前傳播的是振動這種運動形式,同時也可以傳遞能量和信息。
ACD
A.向左 B.向右 C.向上 D.向下C
[答案]圖見解析
探究點二
橫波和縱波
以上兩種波動中,各質點振動方向與波的傳播方向有什么關系?[提示]團體操形成的波中,質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直;在輕彈簧形成的波中,質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上。1.橫波和縱波的比較名稱橫波縱波概念在波動中,質點的振動方向和波的傳播方向相互垂直在波動中,質點的振動方向和波的傳播方向在一條直線上介質只能在固體介質中傳播在固體、液體和氣體介質中均能傳播特征在波動中交替、間隔出現波峰和波谷在波動中交替、間隔出現密部和疏部名稱振動波動運動現象振動是單個物體所表現出的周而復始的運動現象波動是介質中大量的質點受到擾動時,從擾動中心傳播開來的周而復始的運動現象聯系(1)振動是波的起因,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2.振動與波動的聯系和區別例(多選)橫波和縱波的區別是(
)A.橫波中質點的振動方向與波的傳播方向垂直,縱波中質點的振動方向與波的傳播方向相同或相反B.縱波不能在空氣中傳播C.橫波形成波峰和波谷,縱波形成疏部和密部D.橫波中質點的振動方向與波的傳播方向在同一條直線上,縱波中質點的振動方向與波的傳播方向垂直AC[解析]物理學中把質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波稱為橫波,把質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波稱為縱波,對于縱波,質點的振動方向與波的傳播方向可能相同,也可能相反,A正確,D錯誤;聲波是縱波,能在空氣中傳播,B錯誤;橫波形成波峰和波谷,縱波形成疏部和密部,C正確。規律總結(1)橫波中,質點的振動方向在與波的傳播方向垂直的平面內。(2)縱波中,質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上,有時同向,有時反向。(3)機械波中的橫波只能在固體介質中傳播,機械波中的縱波在固體、液體、氣體介質中均能傳播。1.下列說法中不正確的是(
)A.聲波在空氣中傳播時是縱波,在水中傳播時是橫波B.波不但能傳遞能量,還能傳遞信息C.發生地震時,由震源傳出的波中既有橫波又有縱波D.一切機械波的傳播都需要介質A
2.關于橫波和縱波,下列說法正確的是(
)A.對于橫波和縱波,質點的振動方向和波的傳播方向有時相同,有時相反B.對于縱波,質點的振動方向與波的傳播方向一定相同C.對于縱波,介質中質點隨波一起遷移D.對于縱波,介質中質點不隨波遷移D[解析]橫波中質點的振動方向與波的傳播方向相互垂直,縱波中質點的振動方向與波的傳播方向有時相同,有時相反,故A、B錯誤;無論橫波還是縱波,當有機械波在介質中傳播時,介質中的質點都是在平衡位置附近做往復運動,不會隨波遷移,故C錯誤,D正確。1.在平靜的湖面上漂著一塊小木條,現向湖中央扔一石子,圓形波紋一圈圈地向外傳播,當波傳播到小木條處時,小木條將(
)A.隨波紋漂向湖岸 B.不動C.向波源處漂動 D.在原來位置上下振動D評價檢測·素養提升[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,生活中的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。2.《楓橋夜泊》中有名句:“姑蘇城外寒山寺,夜半鐘聲到客船。”其中,當鐘聲傳到客船時,對大鐘的撞擊早已停止了,但仍感覺“余音未絕”,分析其原因可能是(
)A.大鐘的回聲B.大鐘在繼續振動,空氣中繼續形成聲波C.人的聽覺發生“暫留”D.大鐘雖停止振動,但空氣仍在振動B[解析]停止對大鐘的撞擊后,大鐘做阻尼振動,仍在空氣中形成聲波;隨著能量的減弱,鐘聲逐漸消失。3.一列橫波正沿水平方向由西向東傳播,則下列說法中正確的是(
)A.波中的各個質點都在由西向東運動B.波中的各個質點一定沿水平方向振動C.波中的各個質點一定沿豎直方向振動D.以上說法都錯誤D
A
波的傳播方向與質點在該時刻的振動方向的互判若已知波的傳播方向,可確定各質點在該時刻的振動方向,并判斷位移、加速度、速度、動能的變化。反過來,若已知某質點的振動方向,也可以判斷波的傳播方向。常用方法:①上、下坡法沿波的傳播方向看,“上坡”的點向下運動,“下坡”的點向上運動,簡稱“上坡下,下坡上”,如圖所示。
C
C1.(多選)關于機械波的形成,下列說法正確的是(
)A.物體做機械振動,不一定產生機械波B.后振動的質點總是跟著先振動的質點重復振動,只是時間上落后一步C.機械波中介質隨波遷移D.機械波可以傳遞能量和信息ABD[解析]若只有物體振動,而周圍沒有傳播這種振動的介質,振動不可能由近及遠傳播出去形成機械波,A正確;機械波中各振動質點都在重復波源的振動,離波源越遠,振動步調越落后,機械波中各質點只在自己平衡位置附近振動,不隨波遷移,離波源較遠的質點振動的能量是通過離波源近的各質點的傳遞從波源獲得的,C錯誤,D正確。2.下列關于橫波、縱波的說法正確的是(
)A.凹凸相間的波叫橫波,凸起的最高處叫波峰,凹下的最低處叫波谷B.質點振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波C.沿橫向傳播的波叫橫波,沿縱向傳播的波叫縱波D.沿橫向傳播的波叫縱波,沿縱向傳播的波叫橫波A
3.[2021山東濟南高二期末]某同學研究繩波的形成,取一條較長的軟繩,用手握住一端水平拉直后,沿豎直方向抖動即可觀察到繩波的形成。該同學先后兩次抖動后,觀察到如圖中所示的甲、乙兩個繩波。關于兩次形成的繩波,下列判斷正確的是(
)A.波形甲的振幅比波形乙的大 B.波形甲的周期比波形乙的長C.波形甲的形成時間比波形乙早 D.波形甲的起振方向與波形乙相同B4.(多選)在學到“機械振動”“機械波”時,四位同學就自己看到的現象,發表了自己的觀點。小張說:醫生用聽診器是利用了固體可以傳遞機械波。小王說:軍隊過橋時不能齊步走,就是因為怕產生共振,損壞了橋,火車過鐵橋時要減速,也是同樣的道理。小李說:我家的木板門,春夏季聽不到響聲,一到秋冬季節,就開始嘭嘭作響,這是風吹門使之振動產生的。小趙說:樹葉在水面上下振動說明,機械波并不向外傳遞介質。從物理學的角度來看,你認為他們誰說的對(
)A.小張說的對 B.小王說的對 C.小李說的對 D.小趙說的對ABD
5.(多選)機械波在介質中傳播時,下列說法中正確的是(
)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.各質點也隨波的傳播而遷移ABC
6.(多選)一列橫波某時刻的波形如圖所示,則關于質點A的受力,下列說法中正確的是(
)BD
7.(多選)下列關于機械波的說法中正確的是(
)A.相鄰的質點相互做功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振動D.除波源外波中各質點都做受迫振動ACD[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;波在傳播的過程中,各質點只能在各自的平衡位置附近振動,質點不隨波遷移,故B錯誤;每個質點都是由波源依次帶動后面的質點,每個質點都做受迫振動,并且都“仿照”波源振動,故C、D正確。8.[2021江西臨川二中期末]下列關于波的應用正確的是(
)A.要使放在河中的紙船逐漸靠近河岸,可向比紙船更遠處投擲石子形成水波B.兩個在水中潛泳并且靠得較近的運動員能聽到對方發出的聲音是聲波在液體中傳播的應用C.光纜是利用機械波傳遞信息的D.宇航員在宇宙飛船里,擊打船壁只能引起機械振動,不能形成聲波B[解析]機械波傳播時,介質中各質點在各自平衡位置附近振動,質點本身并不隨波遷移,所以水波并不能使河中的紙船靠近河岸,A錯誤;光纜是利用光波傳遞信息的,C錯誤;固體也能傳播聲波,
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