第三章 1.機(jī)械波的形成和傳播學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)1.理解機(jī)械波的形成過程和產(chǎn)生條件。(科學(xué)探究)2.知道橫波和縱波的概念。(物理觀念)3.明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn),掌握由傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)振動方向的方法。(科學(xué)思維)基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)重難探究·能力素養(yǎng)全提升目錄索引 學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)落實(shí)·必備知識全過關(guān)一、機(jī)械波的形成和傳播1.機(jī)械波的形成繩波(1)一切機(jī)械波都是　　　　　　　在某些物質(zhì)中的傳播。對繩一端的抖動依次引起了繩中的　　　　　　的振動,振動在繩中傳播形成了　　　。(2)能夠傳播振動的物質(zhì)叫作　　　　。?(3)產(chǎn)生初始振動的部分通常叫作　　　　。?振動狀態(tài) 各質(zhì)點(diǎn) 繩波 介質(zhì) 波源 2.機(jī)械波(1)定義:　　　　　在介質(zhì)中的傳播形成了機(jī)械波。?(2)機(jī)械波的產(chǎn)生條件:①波源,②介質(zhì)。3.機(jī)械波傳播特點(diǎn)(1)振動傳播的方向就是波的傳播方向。(2)機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí),介質(zhì)本身并不隨波一起遷移,只是　 　　　這一運(yùn)動形式的傳播。?(3)機(jī)械波的傳播也是機(jī)械能的傳播,波是傳遞　　　　的一種方式。?機(jī)械振動 機(jī)械振動 能量 二、橫波和縱波機(jī)械波可分為　　　　和　　　　兩類。?橫波 縱波 垂直 最高處 最低處 平行 密集 稀疏 情境鏈接《西游記》第六十八回中孫悟空利用“懸絲診脈”之法治好了朱紫國國王的病。所謂“懸絲診脈”,是將絲線系在病人手腕上,醫(yī)生從線的另一端就可以感受出病人的脈搏跳動情況,從而診斷病情。你能說出“懸絲診脈”的原理嗎?提示 病人脈搏的振動通過絲線傳到醫(yī)生的感覺器官。 教材拓展讀教材P68“發(fā)展空間”,回答:為什么說“人浪”只是模擬波的形成與傳播?它與真正的機(jī)械波有什么不同?提示 因?yàn)槿伺c人之間不是靠相互作用力互動,而是靠指揮,后面的人不可能完整重復(fù)前面人的動作和幅度,只是模擬波的形成與傳播。真正的機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播。易錯(cuò)辨析(1)機(jī)械波傳播的是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)。(　　)(2)質(zhì)點(diǎn)的振動位置不斷轉(zhuǎn)換即形成波。(　　)(3)在繩波的形成和傳播中,所有質(zhì)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)動,同時(shí)停止運(yùn)動。(　　)(4)在繩波的形成和傳播中,所有質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是近似的勻速直線運(yùn)動。(　　)××××重難探究·能力素養(yǎng)全提升探究點(diǎn)一　機(jī)械波的形成導(dǎo)學(xué)探究在一片平靜的湖面上漂浮著一輕木塊,現(xiàn)向湖中投入一石塊,在湖面上激起水波,木塊會“隨波逐流”嗎?為什么?提示 無論木塊離波源的遠(yuǎn)近如何,它都不能被波推動,最多只能在湖面上做上下振動。波在向前傳播的過程中,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只是在各自的平衡位置附近振動,并不隨波的傳播向前移動。知識歸納1.機(jī)械波的形成2.波的特點(diǎn)(1)振幅:像繩波這種一維(只在某個(gè)方向上傳播)機(jī)械波,若不計(jì)能量損失,各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同。(2)周期:各質(zhì)點(diǎn)振動的周期均與波源的振動周期相同。(3)步調(diào):離波源越遠(yuǎn),質(zhì)點(diǎn)振動越滯后。(4)各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置振動,并不隨波遷移,且起振方向與振源的起振方向相同。(5)機(jī)械波向前傳播的是振動這種運(yùn)動形式,同時(shí)也傳遞能量和信息。特別提示　(1)機(jī)械波的形成過程及特點(diǎn)可以概括為“帶動、重復(fù)、落后”,即前一質(zhì)點(diǎn)“帶動”后一質(zhì)點(diǎn)振動,后一質(zhì)點(diǎn)“重復(fù)”前一質(zhì)點(diǎn)的振動形式,并且后一質(zhì)點(diǎn)的振動“落后”于前一質(zhì)點(diǎn)。(2)就整個(gè)物體來說,呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動,而就構(gòu)成物體的單個(gè)質(zhì)點(diǎn)來說,所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動。(3)要畫另一時(shí)刻的波形圖,應(yīng)先確定特殊點(diǎn)的位置,即此時(shí)刻在平衡位置或最大位移處的點(diǎn),這些點(diǎn)的位置確定后,其他點(diǎn)可順勢找出。應(yīng)用體驗(yàn)【例1】 某繩波形成過程的示意圖如圖所示,1、2、3、4…為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn),繩處于水平方向。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動,帶動2、3、4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動,把振動從繩的左端傳到右端。t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開始豎直向上運(yùn)動,經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點(diǎn)5開始運(yùn)動。下列判斷正確的是(　　)A.質(zhì)點(diǎn)6開始振動時(shí)的運(yùn)動方向向下C對點(diǎn)演練1在一條軟繩上選18個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動,其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動下依次振動,從而形成簡諧波,由波的形成及圖可知,下列說法正確的是(　　)A.質(zhì)點(diǎn)1帶動質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的,因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動B.每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動后,均在水平方向做勻速運(yùn)動,在豎直方向做簡諧運(yùn)動C.軟繩上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動時(shí),方向都向上,振動周期不相同D.軟繩上波的傳播過程也是能量的傳遞過程,每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動,故每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒A解析 軟繩上的質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動,所以各質(zhì)點(diǎn)振動的周期與波源的振動周期都相同,故A正確,C錯(cuò)誤;每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動后,只在豎直方向做簡諧運(yùn)動,水平方向上不隨波遷移,波的傳播過程也是能量的傳遞過程,每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等振幅的受迫振動,合外力不為零,故每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒,故B、D錯(cuò)誤。探究點(diǎn)二　縱波和橫波導(dǎo)學(xué)探究在如圖甲所示的繩波中,質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向之間有什么關(guān)系?如圖乙所示的彈簧波中,質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向之間有什么關(guān)系?提示 垂直　平行 知識歸納橫波和縱波的區(qū)別特別提示　要區(qū)分橫波和縱波,須從兩個(gè)方面入手:一是劃分標(biāo)準(zhǔn),二是波形特征。(1)橫波和縱波的最大區(qū)別表現(xiàn)在波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)系上。(2)橫波和縱波都需要介質(zhì)傳播,但對介質(zhì)的要求不同。應(yīng)用體驗(yàn)【例2】 關(guān)于橫波和縱波,下列說法正確的是(　　)A.不論是橫波還是縱波,都是前一質(zhì)點(diǎn)的振動帶動后一質(zhì)點(diǎn)的振動,后一質(zhì)點(diǎn)必須重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的振動B.在波的傳播過程中,各質(zhì)點(diǎn)的振動速度是相同的C.橫波只能在固體介質(zhì)中傳播,固體介質(zhì)不能傳播縱波D.質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動,波沿水平方向傳播,這類波是縱波A解析 不論是橫波還是縱波,由于波源的振動,以及相鄰質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力,前邊的質(zhì)點(diǎn)會帶動后邊的質(zhì)點(diǎn)振動起來,后邊的質(zhì)點(diǎn)是在前一質(zhì)點(diǎn)的作用下做受迫振動的,周期和頻率都是相同的,故A正確;各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動是變速運(yùn)動,并且各質(zhì)點(diǎn)不一定是同速度振動的,故B錯(cuò)誤;固體介質(zhì)既能傳播橫波也能傳播縱波,故C錯(cuò)誤;兩個(gè)水平方向不一定在同一直線上,可能兩個(gè)水平方向是垂直的,故D錯(cuò)誤。對點(diǎn)演練2關(guān)于橫波和縱波,下列說法不正確的是(　　)A.質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波B.質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波C.橫波有波峰和波谷,縱波有密部和疏部D.地震波是橫波,聲波是縱波D解析 質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波,A正確,不符合題意;質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波,B正確,不符合題意;橫波有波峰和波谷,縱波有密部和疏部,C正確,不符合題意;地震波有橫波也有縱波,空氣中的聲波是縱波,D錯(cuò)誤,符合題意。學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)12341.(機(jī)械波的傳播)關(guān)于機(jī)械波的傳播,下列說法正確的是(　　)A.機(jī)械波可在真空中傳播B.機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì),頻率不變C.機(jī)械波的傳播方向與介質(zhì)的振動方向一定沿同一直線D.機(jī)械波的傳播方向與介質(zhì)的振動方向一定垂直B解析 機(jī)械波傳播需要介質(zhì),不能在真空中傳播,A錯(cuò)誤;機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì),頻率不變,B正確;縱波的傳播方向與介質(zhì)的振動方向沿同一直線,橫波的傳播方向與介質(zhì)的振動方向垂直,C、D錯(cuò)誤。12342.(縱波和橫波)某地發(fā)生7.3級大地震。地震波既有縱波也有橫波,若該地區(qū)地震時(shí)縱波的傳播速度大于橫波的傳播速度,則震源正上方的房屋(　　)A.同時(shí)上下振動和左右搖動B.先左右搖動后上下振動C.先上下振動后左右搖動D.只上下振動C解析 縱波振動方向與傳播方向一致,橫波振動方向與波的傳播方向相互垂直,由于縱波傳播得快,地震發(fā)生時(shí)縱波先到達(dá)震源正上方,震源正上方房屋先上下振動后左右搖動。故選C。12343.(機(jī)械波的傳播)(多選)如圖所示,手持較長軟繩端點(diǎn)O以周期T在豎直方向上做簡諧運(yùn)動,帶動軟繩上的其他質(zhì)點(diǎn)振動形成簡諧波,該波沿水平方向傳播。軟繩上有一質(zhì)點(diǎn)P,t=0時(shí),O點(diǎn)位于最高點(diǎn),P點(diǎn)位于最低點(diǎn),則(　　)C.P點(diǎn)的起振方向與O點(diǎn)的起振方向相反D.P點(diǎn)的起振方向與O點(diǎn)的起振方向相同AD123412344.(機(jī)械波的傳播)(多選)沿水平方向的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn)如圖所示,每相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離相等,其中O為波源。設(shè)波源的振動周期為T,波源O起振時(shí)通過平衡位置豎直向下振動,經(jīng)過 ,質(zhì)點(diǎn)1開始起振,則下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的振動和介質(zhì)中的波的說法正確的是(　　)A.介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的B.圖中所畫出的質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間都是相同的C.只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動,質(zhì)點(diǎn)9與質(zhì)點(diǎn)1的振動步調(diào)就完全一致;但如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動,則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動D.只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動,質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)3的振動速度大小有時(shí)相同,有時(shí)不同AC1234解析 波源O的起振方向通過平衡位置豎直向下,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向也都是豎直向下,A正確;圖中所畫出的質(zhì)點(diǎn)起振位置不同,起振的時(shí)間依次中所有質(zhì)點(diǎn)都振動后,質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動情況完全相同,步調(diào)完全一致,波從質(zhì)點(diǎn)1到質(zhì)點(diǎn)9時(shí),質(zhì)點(diǎn)1已振動2次,如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動,則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的就是第98次振動,C正確;質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)3振動情況總是相反,振動速度大小總是相等,D錯(cuò)誤。

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1 機(jī)械波的形成和傳播

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