波的形成和傳播

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

選修3-4第十二章第1節(jié)波的形成和傳播
課前預(yù)習(xí)學(xué)案:
一、預(yù)習(xí)目標(biāo):
1、知道直線上機(jī)械波的形成過程.
2、知道什么是橫波,知道波峰和波谷;知道什么是縱波,知道疏部和密部.
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.波的形成:引起波動(dòng)的振動(dòng)體叫波源.波源振動(dòng)帶動(dòng)它相鄰質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng),并依次帶動(dòng)離波源更遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),只是 的振動(dòng)比前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)遲一些.于是,波源的振動(dòng)逐漸傳播開去.
2.機(jī)械波產(chǎn)生的條件:(1)要有 ;(2)要有傳播振動(dòng)的 .?
3.機(jī)械波的特點(diǎn):(1)機(jī)械波傳播的是質(zhì)點(diǎn)的 ,也是傳遞能量和信息的一種方式.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置附近振動(dòng),并不隨波的傳播而遷移.(2)波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)的集體行為,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)有一個(gè)時(shí)間差,離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后.?
4.機(jī)械波的分類:機(jī)械波分成 和 兩類.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的傳播方向 的波叫橫波.在橫波中,凸起的最高處叫 ,凹下的最低處叫 .質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向跟傳播方向 的波叫縱波.在縱波中,質(zhì)點(diǎn)分布最密的地方叫 ,質(zhì)點(diǎn)分布最疏的部分叫 .
三、提出疑惑:同學(xué)們,通過你的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.理解形成機(jī)械波的物理過程;
2.學(xué)習(xí)中掌握振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)只在平衡位置附近振動(dòng),并不隨波遷移。知道橫波和縱波的區(qū)別是波形不同,
二、學(xué)習(xí)過程:
合作探究1波動(dòng)與振動(dòng)的區(qū)別:
振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的“個(gè)體行為”;波動(dòng)則是大量的、彼此相聯(lián)系的質(zhì)點(diǎn)將波源的振動(dòng)在空間傳播的“群體行為”.這種“群體行為”雖不同步但卻是有秩序的.
根據(jù)機(jī)械波的定義,機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個(gè):(1)有起振的波源;(2)有傳播振動(dòng)的介質(zhì).由此可以知道:有波動(dòng)就一定有振動(dòng),因?yàn)椴ㄖ械母鱾(gè)質(zhì)點(diǎn)都是重復(fù)波源的振動(dòng);但有振動(dòng)卻不一定有波動(dòng),還要看是否有傳播振動(dòng)的介質(zhì).例如,放在抽成真空的玻璃罩內(nèi)的鬧鐘,盡管鈴錘不停地振動(dòng)敲擊鈴殼,但是我們卻聽不到鈴響,原因是鬧鐘周圍沒有傳播聲音的介質(zhì),不能形成聲波.
合作探究2
請同學(xué)們再思考:如果波源停止了振動(dòng),那么由它引起的波動(dòng)是否也會(huì)立即停止?試舉例說明.?
三、反思總結(jié)
1.波是自然界一種常見的運(yùn)動(dòng),知道了產(chǎn)生機(jī)械波的條件是波源和介質(zhì).
2.機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)是有區(qū)別的
機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播,形成機(jī)械波,有機(jī)械波一定有機(jī)械振動(dòng),有機(jī)械振動(dòng)不一定有機(jī)械波.
3.機(jī)械波形成時(shí),介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng),并不隨波逐流.
4.機(jī)械波分為橫波和縱波,橫波和縱波可以同時(shí)存在,例如地震波,既有橫波,又有縱波.

四、當(dāng)堂檢測
1.關(guān)于波動(dòng)的下列說法,正確的是
A.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移
B.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波的傳播方向
C.波不但傳遞能量,還能傳遞信息
D.一切波的傳播均需要介質(zhì)
2.如圖10—1—1是一列向右傳播的橫波,請標(biāo)出這列波中a、b、c、d……h(huán)等質(zhì)點(diǎn)這一時(shí)刻的速度方向.

課后練習(xí)與提高
1.關(guān)于機(jī)械波的下列說法正確的是
A.有機(jī)械振動(dòng)就有機(jī)械波
B.有機(jī)械波就一定有機(jī)械振動(dòng)
C.機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程,它是傳遞能量的一種方式
D.沒有機(jī)械波就沒有機(jī)械振動(dòng)
2.波在傳播過程中,正確的說法是
A.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移?
B.波源的振動(dòng)能量隨波傳遞?
C.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率隨著波的傳播而減小
D.波源的能量靠振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的遷移來傳播?
3.區(qū)分橫波和縱波是根據(jù)
A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅和波的傳播速度的大小?
B.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率和波的傳播能量的多少?
C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向和波傳播的遠(yuǎn)近?
D.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向和波傳播的方向?

4.在機(jī)械波中
A.各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)?
B.相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力?
C.前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)
D.各質(zhì)點(diǎn)也隨波的傳播而遷移
5.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向_______的波叫橫波,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一直線上的波叫_______,機(jī)械波中的橫波、縱波傳播時(shí)均需要有_______.
6.沿繩傳播的一列機(jī)械波,當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)
A.繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng),橫波立即消失
B.繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng),縱波立即消失
C.離波源較近的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng),較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng)
D.離波源較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng),較近的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng)
7.日常生活中,若發(fā)現(xiàn)球掉入池塘里,能否通過往池塘丟入石塊,借助石塊激起的水波把球沖到岸邊呢?說明理由.
8.如圖10—1—2所示是沿繩向右傳出的一列橫波.在圖上畫出各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向,并回答下列幾個(gè)問題:

(1)速度最大的點(diǎn)是第_______點(diǎn)、第_______點(diǎn);?
(2)第_______點(diǎn)所在的位置是波的波峰,此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度為_______.

9.AB為一彈性繩,設(shè)法在繩上傳播一個(gè)脈沖的波,如圖10—1—3所示,當(dāng)波從A向B傳播時(shí),繩上質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度方向是_______,若當(dāng)波從B向A傳播時(shí),繩上質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度方向是____________.?

10.如圖10—1—4所示為一列橫波在某時(shí)刻的波形,已知f質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向向下,那么下列說法中正確的是

A.波向左傳播
B.質(zhì)點(diǎn)c比b先回到平衡位置
C.質(zhì)點(diǎn)c和f的振幅相同
D.質(zhì)點(diǎn)c在此時(shí)刻的加速度為零

當(dāng)堂檢測參考答案:1. 解析:介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只是隨波源在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng),并不隨波形的移動(dòng)而遷移.選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向和波傳播的方向垂直,而縱波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向和波的傳播方向在同一直線上.選項(xiàng)B錯(cuò)誤.
波在傳播過程中,傳播的不僅是波源振動(dòng)的形式,還傳播波源振動(dòng)的能量和信息.譬如,老師講課時(shí),他的喉部和口腔是波源,通過空氣介質(zhì)形成聲波,聲波傳入同學(xué)們的耳道引起鼓膜的振動(dòng)——鼓膜獲得了波源傳遞的能量,同時(shí)也獲得了聲波傳遞的信息——老師講課的內(nèi)容.選項(xiàng)C正確.
傳播機(jī)械波一定要有介質(zhì),但傳播電磁波可以沒有介質(zhì).關(guān)于這一點(diǎn),在后面“電磁波”的中還要講到.選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
故本題的正確答案是C.
2. 解析:由波的形成特點(diǎn)可知,介質(zhì)中先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)將帶動(dòng)它后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是前面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的重復(fù).比較沿波傳播方向上相鄰的兩質(zhì)點(diǎn),可知后面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)總是滯后于前面的質(zhì)點(diǎn).?
此題中質(zhì)點(diǎn)c和g此時(shí)在最大位移處,速度為零,無速度方向可言.若以此時(shí)最大位移處的c點(diǎn)為參照點(diǎn),由波的形成特點(diǎn)知d點(diǎn)的振動(dòng)滯后于c,要追隨移動(dòng)到最大位移處,所以速度方向向下,E、f依次跟上,速度都向下;b的振動(dòng)超前,已從負(fù)的最大位移回振,所以速度向上;a超前b,已回到平衡位置,速度最大也向上;同理以g為參照點(diǎn),可知h點(diǎn)速度向上.
說明:確定波的傳播過程中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,關(guān)鍵是要理解清楚波的形成原因,掌握波的傳播特點(diǎn).

課后練習(xí)與提高參考答案:
1.BC 2.B 3.D? 4.ABC 5.垂直;縱波;介質(zhì) 6.C
7.解析:不能.向水中投入石塊,水面受到石塊的撞擊開始振動(dòng),形成水波向四周傳去.這是表面現(xiàn)象,實(shí)際上水波向四周傳播時(shí)水只是上下振動(dòng)并不向外遷移,所以球也僅僅是上下振動(dòng)而不會(huì)向岸邊運(yùn)動(dòng)。 8.答案:圖略.(1)3,7(2)5;零 9.答案:向下;向上
10.解析:由波的傳播特點(diǎn)可知,當(dāng)f點(diǎn)向下移動(dòng)時(shí),與它鄰近的E點(diǎn)也將向下運(yùn)動(dòng),E、f兩點(diǎn)相比較,f的運(yùn)動(dòng)超前于E,f為前一質(zhì)點(diǎn),E為后一質(zhì)點(diǎn),波由右向左傳播.質(zhì)點(diǎn)c已到達(dá)最大位移處,之后c將移向平衡位置,而質(zhì)點(diǎn)b卻正在向最大位移處移動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)c將比b先回到平衡位置.盡管此時(shí)c和f的位移不同,但它們的振幅卻是相同的.質(zhì)點(diǎn)c此時(shí)處在最大位移處,加速度最大.

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