2017年高中物理 第2章 机械波 2.1 机械波的产生学案 沪科版选修3-4

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1、1　机械波的产生[学习目标定位]　1.理解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.3.明确机械波传播的特点．1．物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动．2．机械波的形成波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些．于是波源的振动逐渐传播出去．3．机械波的产生条件：(1)要有振源；(2)要有传播振动的介质．4．机械波可分为横波和纵波两类，如下表所示.定义标识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垂直的波①波峰：凸起的最高处②波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上

2、的波①密部：质点分布密集的位置②疏部：质点分布稀疏的位置5.机械振动在介质中传播，形成机械波．机械波传播振动形式的同时，也向外传递能量和信息.一、机械波的形式[问题设计]你看过艺术体操的“带操”表演吗？如图1所示，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随波翻卷，这是波在彩带上传播的结果，你知道波是如何形成的吗？图1答案　彩带一端振动带动彩带上相邻部分振动，依次逐渐引起整个彩带振动．[要点提炼]1．波形成的原因：以绳波为例(如图2所示)图2(1)可以将绳分成许多小部分，每一小部分看做质点．(2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置．(3)由于外来的扰动，会

3、引起绳中的某一质点振动，首先振动的这个质点称为波源．(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播．2．产生条件：(1)要有振源；(2)要有传播振动的介质．例1　如图3所示，是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿垂直直线方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动．问：图3(1)t＝时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？(2)t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？

4、(3)t＝T时，质点8、12、16的运动状态如何？解析　各质点在各时刻的情况．如图所示．(1)由甲图可知，t＝时，质点8未达到波峰，正在向上振动，质点12、16未振动．(2)由乙图可知，t＝时，质点8正在向下振动，质点12正在向上振动，质点16未振动．(3)由图丙可知，t＝T时，质点8、12正在向下振动，质点16正在向上振动．答案　见解析二、横波和纵波[问题设计]2011年3月，日本东北部海域发生里氏9.0级强地震，其引发的海啸加上核泄漏事故给日本带来巨大的损失．通过视频咱们可以观察到地震发生时，地面会产生前后或左右的晃动，也会产生竖直方向的振动，你知道这是为什么吗？答案　地震波有纵波和横波，

5、不同的波引起地面的振动不同．[要点提炼]1．横波定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波，如绳波．(1)在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横波是以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去的，这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形．(2)横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，故纯粹的横波只能通过固体传播．2．纵波定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波．(1)在纵波中，质点分布密集的地方叫做密部，质点分布稀疏的地方叫做疏部．纵波在传播时呈现出疏密相间的波形．(2)在纵波的情况下，物体的各部分经常受到压缩和拉长，也就是说经常在改变自己的

6、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．例2　下列关于横波和纵波的说法正确的是(　　)A．凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷B．质点振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫横波C．纵波的波形是疏密相间的，质点分布密集的部分叫密部，分布稀疏的地方叫疏部D．质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波解析　横波具有波峰和波谷，A正确；振动的方向与传播的方向垂直的波为横波，振动的方向与传播的方向在同一直线上的波为纵波，B错误，D正确；纵波有疏部和密部且波形是疏密相间的，C正确．答案　ACD三、波传递的是能量

7、和信息[问题设计]一同学不小心把一只排球打入湖中，为使球能漂回岸边，这位同学采用不断将石头抛向湖中的方法，这位同学能否通过这种方法把排球冲上岸？这说明波传播的是什么？答案　不能．石头激起的水波向四周传播，浮在水面上的排球随水上下起伏，不能到达河岸．这说明波传播时介质不随波迁移，传播的只是振动这种运动形式．[要点提炼]波传播的特点：(1)波传播的是振动形式，而介质的质点并不随波迁移；(2)波在传递运