高中物理《波的形成和传播》同步练习2 新人教版选修3-4.doc

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1、波的形成和传播【同步教育信息】一.本周教学内容：波的形成和传播二.知识要点：知道直线上机械波的形成过程，知道什么是横波，什么是纵波，知道横波传播有波峰和波谷、纵波传播有疏部和密部。知道机械波传递能量和信息。理解波的图象的意义，知道横波图象各表示什么物理量，能画出下一时刻波的图象。三.重点、难点解析：1.波的概念：由于物体一部分与另一部分，就是物理中所说一个质点与相邻质点之间有力的作用，当一个质点振动时会带动相邻质点振动，依次传递出去就使一个质点的振动在介质中传播出去。这种振动在介质中的传播叫机械波。简称波。产生振动的物体

2、叫波源，能传播振动的物质叫介质，介质可以是固体、液体、气体。波是质点振动的传播，即运动状态的传播并不是质点随波整体迁移。波在传播过程中受介质限制，形成波的形式各不相同。如在一条绳上，波只能沿绳子运动，这种波叫直线波，在水面石子激起的水波可以在整个水面传播。上课的铃声可以传向四面八方。若波源做简谐运动形成的波只沿一直线运动，或者只分析一个方向上的波动叫一维简谐波，一维简谐波特点所有质点振动与波源振动的周期和振幅相同。2.波的形成以一条弹性绳上波的形成为例。取软绳一端固定，取相邻质点依次定序号为1，2，3……相邻点间有弹力。

3、1号质点为波源，时刻各点均处于各自的平衡位置。此时刻质点受外力作用已有速度。当1质点向上运动，绳子发生形变，1、2质点间距离增大，产生弹力，2质点受1质点的作用向上运动，但比1质点要落后一些。同理2质点运动也要带动3质点运动，这样各质点依次运动起来。经T时间质点1到达最大位移，质点4还在平衡位置，但已受力。见下图。用心爱心专心再经T，质点回到平衡位置，质点2、3跟随1质点先到最大位移返回向平衡位置运动，4质点到达最大位移5、6已离开平衡位置，但未到最大位移，7质点开始离开平衡位置。见下图再经T，质点1向下运动到最大位移2

4、，3向下运动，未到最大位移，4质点回到平衡位置。5，6质点到达最大位移后向平衡位置运动，质点到达最大位移处，8，9质点向最大位移方向运动。10质点开始离开平衡位置。见下图。再经T，1质点回到平衡位置，且有向上最大速度，4质点到最大位移处，7质点到平衡位置，10质点到正向最大位移处。13质点开始离开平衡位置。经过1个周期1质点的振动状态传播到13质点。下一个周期，13质点的振动又带动更远的质点振动。每经过1个T用心爱心专心，振动传播相等的距离。依此不停，波源的振动由介质传播出去形成多个质点同时振动的状态——波动。当波动稳定

5、时，质点在平衡位置速度最大，在最大位移处速度最小。每隔相同的一段距离就有质点振动状态完全相同。但远处质点比近处质点已晚了一个周期。波动实质是波源在外力作用下，振动状态向远处传播，由于振动由近及远依次落后，使同一时刻各质点位移依次落后，形成凹凸不平的样子，振动的形式和能量及振动的先后关系在介质中传播。3.波传播的特点（1）波动过程中波源向外传播的是振动形式，同时传递了能量和振动先后这种信息。（2）波动的介质中，每个质点振动都有自己的平衡位置，并不随波的传播方向迁移，每个质点振动都与波源的周期、频率相同。（3）波动是大量质点

6、同时振动，但又不同步，离波源近的先动。离波源远的落后，简称同时不同步。（4）在波的形成过程中，刚开始运动的点振动与波源开始时振动相同。（5）波一旦在介质中形成，就可以脱离波源、继续传播。4.波的分类：按质点振动方向与波的传播方向关系分为横波和纵波。质点振动方向与传播方向垂直的波叫横波。就相当波前进时质点在横向振动。凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷，波动是峰谷移动。质点振动方向与传播方向在一条直线上的波叫纵波，看起来波的传播方向上质点向前或向后运动，因而使质点间的距离变化，这种质点间距离不同形成质点的疏密不同，波动中质点间的

7、疏密状态向前传播。如声波就是纵波，地振波也有纵波。用心爱心专心5.波动与振动关系：振动是一个质点位移随时间变化，波动是多个质点同时振动的群体行为，振动是形成波动的原因之一，因有质点振动不一定能形成波动，只有在介质中质点间存在作用力的情况下，才能使质点的运动传播出去，形成波动必须有介质。6.机械波：质点机械振动形成的波叫机械波。其它种的波还有电波。7.波的图象：波的图象是以横坐标表示在波的传播方向上介质中各点的平衡位置，用纵坐标表示各质点偏离平衡位置的位移。已知各质点的位移在坐标系内有点表示，把这些点连成平滑曲线就是波的图

8、象。质点做简谐运动形成的波叫简谐波，简谐波的图象是正弦或余弦曲线。波的图象是各点位移随位置变化关系。它不是实际介质中波的形状，在坐标系中表示位移的标度会影响图象的幅度。一个波形在不同的坐标系中图象不同。另外纵波的波形只有疏密区分并无峰谷的外形。由波的图象可直接求出几个物理量（1）由图象可直接确定介质中在波的传播方向上