2019-2020年高中物理第十二章机械波第1节波的形成和传播教学案新人教版选修3

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1、2019-2020年高中物理第十二章机械波第1节波的形成和传播教学案新人教版选修3一、波的形成和传播1．形成原因：以绳波为例(如图1211所示)图1211(1)可以将绳分成许多小部分，将每一部分看做质点。(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．介质(1)定义：波借以传播的物质。(2)特点：组成介

2、质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。二、横波和纵波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的波(1)密部：质点分布最密的位置(2)疏部：质点分布最疏的位置　　三、机械波1．定义机械振动在介质中传播，形成机械波。2．产生条件(1)要有机械振动。(2)要有传播振动的介质。3．机械波的实质(1)传播振动这种运动形式。(2)传递能量的一种方式。依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源

3、的能量。1．自主思考——判一判(1)质点的振动位置不断转换即形成波。(×)(2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。(×)(3)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动。(×)(4)机械波传播的是能量和振动形式，机械波不能在真空中传播。(√)(5)横波在固体、液体、气体中都能传播，纵波只能在气体中传播。(×)2．合作探究——议一议(1)如图1212是地震后场景。当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时感到上下颠簸，由此可见地震波是什么波？图1212提示：震源往往在地下某个深度的地方，地震发

4、生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波。所以，地震波既含有纵波成分又含有横波成分。(2)登上月球的宇航员可以通过声音直接交流吗？提示：不可以。因为月球上是真空的，没有传声介质，所以不能通过声音直接交流。机械波的形成及特点1．机械波的形成2．波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移。(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运

5、动形式，同时也传递能量和信息。3．振动和波动的区别与联系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联系介质中各质点的弹力运动性质质点做变加速运动在均匀介质中是匀速直线运动联系(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[典例]　图1213甲中有一条均匀的绳，1、2、3、4…是绳上一系列等间距的点。现有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻

6、，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图乙所示(其他点的运动情况未画出)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值。试在图丙中画出再经过周期时的波形图。图1213[思路点拨]　(1)由前一个质点带动后一个质点确定波的传播方向。(2)各质点只在平衡位置附近上下振动。(3)确定再经过周期时各质点的位置。[解析]　从题中图乙可以看出，在图乙所示的时刻，该均匀绳上点9达到最大位移时，点12正通过平衡位置向上运动，因而由图乙中点9、10、11、12所在位置点连成的那段曲线代表在该均匀绳上传播的简谐横波在图乙所示时刻的四分之一波形图。由这段

7、波形可以画出在该均匀绳上传播的简谐横波在图乙所示时刻的从点0到点12的波形图。由图乙中表示的波形图和点9、10、11、12四个点的运动方向，可以判断出在均匀绳上传播的简谐横波是向右传播的。由于介质中质点都在各自的平衡位置附近往复运动，所以再经过周期，点9在平衡位置，而点12到达负的最大位移处。由此可得出点9到点12间的波形。由这段波形也就知道了这一时刻整条绳上的波形。如图丙所示。[答案]　见解析波动过程中介质中各质点的运动特点波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述：(1)先振动的质点带动后振动的质点；(2)

8、后振动的质点重复前面质点的振动；(3)后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。概括起来就是“带动、重复、落后