搜索
第十二章机械波1波的形成和传播课前预习导学目标导航学习目标重点难点1.能说出机械波是如何形成的,明确产生波的条件。2.能正确区分横波和纵波及它们的不同特点。3.能说出波峰、波谷、疏部、密部的概念。重点:机械波的形成。难点:振动与波动的关系。预习导引一、波的形成和传播1.组成介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。机械振动在介质中传播,形成机械波。2.介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,因此它传播的只是振动这种运动形式。3.介质中本来静止的质点,随着波的传来而发生振动,可见波是传递能量的一种方式。4.我们能用语言进行交流,说明波可以传递信息。二、波的分类机械波可分为横波和纵波两类。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:凹下的最低处绳上形成横波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纵波声波是纵波,它不仅能在空气中传播,也能在固体、液体中传播。预习交流如图所示,将一支燃烧的蜡烛放在音响喇叭的纸盆前,让音响播放音乐,开大音量,蜡烛的火焰会随着音乐来回摆动,就像在跳舞一样。你知道这是为什么吗?会跳舞的火焰答案:纸盆的振动产生声波,带动周围空气发生疏密变化,这种疏密相间的状态向外传播经过蜡烛火焰处时,引起火焰的摆动。课堂合作探究问题导学一、波的形成与传播活动与探究11.波形成的两个条件是波源和介质,有同学认为,“如果波源停止振动了,波也会立即停止振动”,与同学讨论这种说法对不对。答案:不对。虽然波源停止振动了,但波(也就是振动的形式和能量)还是可以继续向前传播的,即波可以离开波源而独立向前传播。2.有同学认为,“随波逐流”一词在波的形成中是很形象的,跟同学讨论交流你的看法。答案:在波的传播过程中,各质点只是在各自的平衡位置附近振动,把能量和振动形式向前传播,而自身并不随波一起向前传播,不要误认为波在传播时,质点也会“随波逐流”。迁移与应用1在波的传播过程中,关于介质中的各个质点,下列说法正确的是()A.介质中的质点随波一起向前运动B.介质中的质点只是在平衡位置附近振动C.离波源越远,质点的振动越滞后D.介质中各个质点振动的步调虽然不一致,但频率相同答案:BCD解析:机械波传播时,介质中的质点只在平衡位置附近振动,并不随波一起向前运动,故A错,B正确。波源的振动由近及远向外传播,因此离波源越远的质点振动就会越滞后,故C正确。在波的传播过程中先发生振动的质点带动后面的质点发生振动,因此,虽然介质中各个质点振动的步调不一致,但频率都与波源的频率相同,故D正确。1.波传播时,介质中的质点跟着波源做受迫振动,每个质点的振动频率和周期都与波源相同;各质点的起振方向与振源的起振方向相同,离波源越远的质点,起振越滞后。但介质中的质点只是在其平衡位置附近振动,而不随波向前移动。2.波动与振动的区别振动是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”;波动则是大量的、彼此相联系的质点将振源的振动在空间传播的“群体行为”。这种“群体行为”虽不同步但却是有秩序的。根据机械波的定义,机械波产生的条件有两个:(1)有起振的振源;(2)有传播振动的介质。由此可以知道:有波动就一定有振动,因为波中的各个质点都是重复波源的振动;但有振动却不一定有波动,还要看是否有传播振动的介质。例如,放在抽成真空的玻璃罩内的闹钟,尽管铃锤不停地振动敲击铃壳,但是我们却听不到铃响,原因是闹钟周围没有传播声音的介质,不能形成声波。二、横波和纵波活动与探究21.有些同学以为“纵波的传播方向与质点的振动方向相同”。与同学交流讨论是否正确。答案:不正确。纵波的传播方向与质点的振动方向在同一条直线上,而不是方向相同。2.与同学讨论绳波、声波和水波的类型归属,如果讨论不能解决问题,建议上网搜索关于水波的形成机理。答案:绳波是典型的横波,声波是典型的纵波。水波是比较复杂的机械波,不能简单地认为是横波。但有时将水面波理想化为横波。迁移与应用2区分横波和纵波是根据()A.是否沿水平方向传播B.质点振动的方向和波传播的远近C.质点振动的方向和波传播的方向的关系D.质点振动的快慢答案:C解析:根据波的传播方向与质点的振动方向之间的关系来判断是横波还是纵波,如果两者的方向在同一条直线上,则该波就是纵波,如果两者的方向相互垂直,则该波就是横波。1.横波和纵波是按照质点振动方向和波传播方向的关系来区别的:两方向垂直的为横波,两方向在同一直线上的为纵波。如声波是典型的纵波。2.地震波中既有横波,又有纵波,而且纵波传播速度较大。3.水波是比较复杂的机械波,不能简单地将水波当成横波。当堂检测1.关于机械波,下列说法正确的是()A.物体做机械振动,一定产生机械波B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后一些C.参与振动的质点都有相同的频率D.机械波是介质随波迁移,也是振动能量的传递答案:BC解析:机械波的传播需要介质,仅仅有机械振动是不够的,故A错;而机械波向外传播的只是运动的形式和振动的能量,介质并不随波迁移,故D错。本题答案为B、C。2.下列说法不正确的是()A.声波在空气中传播时是纵波,在水中传播时是横波B.波不但能传递能量,还能传递信息C.发生地震时,震源传出的既有横波又有纵波D.一切波的传播都需要介质答案:AD解析:声波是纵波,与在哪里传播无关,故A项错。机械波的传播需要介质,光波的传播不需要介质,D错。3.关于机械波,下列说法正确的是()A.相邻的质点要相互做功B.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能C.振源开始时怎样振动,其他质点开始时就怎样振动D.波中各质点振动频率是相同的答案:ACD解析:机械波是振源的振动形式在介质中的传播,是由相邻的质点相互带动形成的,各个质点只是在各自的平衡位置附近振动而不随波迁移,波的频率是由振源频率决定的。故选项A、C、D正确。4.关于横波和纵波,下列说法正确的是()A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫做横波B.质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部D.地震波是横波,声波是纵波答案:ABC解析:由定义知,选项A、B、C正确。声波是纵波,但地震波中既有横波,又有纵波,选项D错误。5.之所以在绳上能形成波,是因为绳的各部分之间存在,在绳的一端发生振动时,会引起振动,并依次引起振动,于是,从总体上看,在绳上形成机械波。答案:相互作用力相邻质点较远处质点