【成才之路】-2015学年高中物理-第12章-第1节波的形成和传播课件-新人教版选修3-4讲课讲稿.ppt

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1、【成才之路】【成才之路】2014-2014-20152015学年高中物理学年高中物理-第第1212章章-第第1 1节波的形成和传播节波的形成和传播课件课件-新人教版选修新人教版选修3-43-4机械波机械波第十二章第十二章第一节波的形成和传播第一节波的形成和传播第十二章第十二章学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课后强化作业课后强化作业6学习目标定位学习目标定位了解波的形成和传播了解波的形成和传播知道横波和纵波、波峰知道横波和纵波、波峰和波谷、密部和疏部和波谷、密部和疏部知道机械波传播的是振知道机械波传

2、播的是振动的形式、能量和信息动的形式、能量和信息课堂情景切入课堂情景切入手手拿拿绳绳的的一一端端，上上下下摆摆动动一一次次，使使绳绳上上形形成成一一个个凸凸起起状状态态，随随后后形形成成一一个个凹凹落落状状态态，可可以以看看到到，这这个个凸凸起起状状态态和和凹凹落落状状态态在在绳绳上上从从一一端端向向另另一一端端移移动动。手手继继续续上上下下摆摆动动，在在绳绳上上就就形形成成一列波。一列波。知识自主梳理知识自主梳理1波的形成波的形成当当手手握握绳绳端端上上下下振振动动时时，绳绳端端_相相邻邻质质点点，使使它它也也上上下下振振动动。这这个个质质点点又又_更更远远一一些些的的质质点点绳绳子子上上的

3、的质质点点都都很很快快_起起来来，只只是是后后面面的的质质点点总总比比前前面面的的质质点点_开始振动。开始振动。2波的传播波的传播绳绳端端这这种种上上下下振振动动的的状状态态沿沿_传传播播出出去去，称称为为波波的传播。的传播。波的形成与传播波的形成与传播带动带动带动带动振动振动迟一些迟一些绳子绳子3介质介质(1)定义：波借以传播的定义：波借以传播的_。(2)组组成成介介质质的的质质点点之之间间有有_作作用用，一一个个质质点点的的振振动会引起相邻质点的振动。动会引起相邻质点的振动。物质物质相互相互机械波可分为横波和纵波两类，其波形及描述对比如下：机械波可分为横波和纵波两类，其波形及描述对比如下：

4、机械波的分类机械波的分类定义定义标识性物理量标识性物理量实物波形实物波形横波横波质点的振动方向质点的振动方向与波的传播方向与波的传播方向相互相互_的的波波波峰：凸起的波峰：凸起的_波谷：凹下的波谷：凹下的_纵波纵波质点的振动方向质点的振动方向与波的传播方向与波的传播方向在在_的波的波密部：质点分密部：质点分布布_的位置的位置疏部：质点分疏部：质点分布布_的位置的位置垂直垂直最高处最高处最低处最低处同一直线上同一直线上最密最密最疏最疏1定义定义_在介质中传播，形成机械波。在介质中传播，形成机械波。2产生条件产生条件(1)要有要有_，(2)要有传播振动的要有传播振动的_。3机械波的实质机械波的实质

5、(1)传播振动这种运动传播振动这种运动_。(2)传传递递能能量量的的一一种种_。依依靠靠介介质质中中各各个个质质点点间间的的相相互互作作用用力力而而使使各各相相邻邻质质点点_做做机机械械振振动动来来传传递递_的的能量。能量。机械波机械波机械振动机械振动介质介质形式形式机械振动机械振动方式方式依次依次波源波源重点难点突破重点难点突破一、波的形成和传播一、波的形成和传播1产生产生振振源源的的振振动动带带动动周周围围质质点点的的振振动动，振振动动由由近近及及远远传传播播形形成成机械波。机械波。2传播传播机械波传播必须有介质的参与，能向外传递运动和能量。机械波传播必须有介质的参与，能向外传递运动和能量

6、。3机械波的形成条件机械波的形成条件一一是是有有振振源源；二二是是必必须须有有介介质质。因因为为靠靠介介质质质质点点间间的的相相互互作用带动周围质点运动，形成波。作用带动周围质点运动，形成波。4机械波传播的是波源的振动形式机械波传播的是波源的振动形式介介质质中中各各质质点点并并不不随随波波迁迁移移，而而是是在在自自己己的的平平衡衡位位置置附附近近振振动动，各各质质点点都都做做受受迫迫振振动动，其其振振动动的的频频率率(或或周周期期)都都与与波波源源的的频频率率(或或周周期期)相相同同，各各质质点点的的起起振振方方向向都都与与波波源源相相同同，但但不不同步，离波源越远的质点，振动越滞后。同步，离

7、波源越远的质点，振动越滞后。5机械波传播的是波源提供的能量机械波传播的是波源提供的能量介介质质中中各各质质点点靠靠弹弹力力相相互互作作用用，前前一一质质点点带带动动后后一一质质点点振振动动，后后一一质质点点跟跟着着前前一一质质点点振振动动，故故可可根根据据前前一一质质点点的的位位置置而而确确定定后后一一质质点点的的运运动动方方向向。若若不不计计能能量量损损失失，在在均均匀匀介介质质中中各各质点振动的振幅应相同。质点振动的振幅应相同。6机械波传播的是波源的信息机械波传播的是波源的信息我们用语言进行交流，是利用声波传递信息。我们用语言进行交流，是利用声波传递信息。7机械波是一种机械波是一种“集体运

8、动集体运动”波波的的形形成成离离不不开开介介质质中中大大量量质质点点的的集集体体振振动动，个个别别质质点点形形不成波。不成波。特别提醒：特别提醒：(1)有有波波源源和和有有介介质质是是形形成成机机械械波波的的必必需需条条件件，二二者者缺缺一一不可。有振动不一定有机械波，有机械波一定有振动。不可。有振动不一定有机械波，有机械波一定有振动。(2)机机械械波波在在介介质质中中传传播播时时，介介质质中中的的各各点点不不随随波波向向前前迁迁移，只在各自平衡位置附近做往复振动。移，只在各自平衡位置附近做往复振动。一一个个小小石石子子投投向向平平静静的的湖湖面面中中心心，会会激激起起一一圈圈圈圈波波纹纹向向

9、外外传传播播，如如果果此此时时水水面面上上有有一一片片树树叶叶(如如图图)，下下列列对对树树叶叶运运动动情情况的叙述正确的是况的叙述正确的是()A树叶慢慢向湖心运动树叶慢慢向湖心运动B树叶慢慢向湖岸漂去树叶慢慢向湖岸漂去C在原处上下振动在原处上下振动D沿着波纹做圆周运动沿着波纹做圆周运动答案：答案：C解解析析：由由于于波波在在传传播播过过程程中中，只只传传递递振振动动能能量量和和波波源源所所发发出出的的信信息息，而而各各质质点点不不随随波波迁迁移移，只只在在各各自自的的位位置置附附近近做做振振动动，故选故选C。二、横波与纵波的比较二、横波与纵波的比较名称名称项目项目横波横波纵波纵波概念概念在波

10、动中，质点的振在波动中，质点的振动方向和波的传播方动方向和波的传播方向相互垂直向相互垂直在波动中，质点的振在波动中，质点的振动方向和波的传播方动方向和波的传播方向在一条直线上向在一条直线上介质介质只能在固体介质中传只能在固体介质中传播播在固体、液体和气体在固体、液体和气体介质中均能传播介质中均能传播特征特征在波动中交替、间隔在波动中交替、间隔出现波峰和波谷出现波峰和波谷在波动中交替、间隔在波动中交替、间隔出现密部和疏部出现密部和疏部特别提醒：特别提醒：(1)绳绳波波和和声声波波分分别别是是典典型型的的横横波波和和纵纵波波，水水波波是是比比较较复复杂杂的机械波，不是横波。的机械波，不是横波。(2

11、)在在纵纵波波中中各各质质点点的的振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向在在同同一一直直线线上，而不是方向相同。上，而不是方向相同。三、振动与波动的比较三、振动与波动的比较名称名称项目项目振动振动波动波动运动现象运动现象振动是单个物体所表现出的振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象周而复始的运动现象波动是大量物体受到扰动时，从扰波动是大量物体受到扰动时，从扰动中心传播开来的周而复始的运动动中心传播开来的周而复始的运动现象现象运动成因运动成因物体由于某种原因离开平衡物体由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位位置，同时受到指向平衡位置的力置的力回复力作用回复力作用介质中质点受到相邻

12、质点的扰动而介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并由近及远的传播开去，随着运动，并由近及远的传播开去，且各部分都受到指向原平衡位置的且各部分都受到指向原平衡位置的力的作用力的作用运动性质运动性质变加速运动变加速运动在均匀介质中匀速向前传播在均匀介质中匀速向前传播能量变化能量变化动能与势能相互转化，如果动能与势能相互转化，如果是简谐运动，机械能保持不是简谐运动，机械能保持不变变波的传播过程是一个能量传递过程，波的传播过程是一个能量传递过程，当波源停止振动不再向外传递能量当波源停止振动不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下时，各个质点的振动也会相继停下来来特别提醒：特别提醒：(1)振动

13、是波的起因，波是振动的传播；振动是波的起因，波是振动的传播；(2)振振动动是是单单个个质质点点在在其其平平衡衡位位置置附附近近做做往往复复运运动动的的“个个体体行行为为”；波波动动则则是是大大量量彼彼此此相相连连的的质质点点将将波波源源的的振振动动在在空空间间传传播的播的“群体行为群体行为”。(改改编编题题)枫枫桥桥夜夜泊泊中中有有名名句句：“姑姑苏苏城城外外寒寒山山寺寺，夜夜半半钟钟声声到到客客船船”。其其中中，当当钟钟声声传传到到客客船船时时，对对大大钟钟的的撞撞击击早早已停止了，但仍感觉已停止了，但仍感觉“余音未绝余音未绝”，分析其原因可能是，分析其原因可能是()A大钟的回声大钟的回声B

14、大钟在继续振动，空气中继续形成声波大钟在继续振动，空气中继续形成声波C人的听觉发生人的听觉发生“暂留暂留”的缘故的缘故D大钟虽停止振动，但空气仍在振动大钟虽停止振动，但空气仍在振动答案：答案：B解解析析：停停止止对对大大钟钟的的撞撞击击后后，大大钟钟做做阻阻尼尼振振动动，仍仍在在空空气气中形成声波；随着能量的减弱，钟声逐渐消失。中形成声波；随着能量的减弱，钟声逐渐消失。考点题型设计考点题型设计机械波的形成和传播机械波的形成和传播解解析析：机机械械波波的的形形成成必必须须具具备备的的两两个个条条件件：振振源源和和介介质质。只只有有物物体体做做机机械械振振动动，而而其其周周围围没没有有传传播播这这

15、种种振振动动的的介介质质，远远处处介介质质的的质质点点不不可可能能振振动动起起来来而而形形成成机机械械波波，故故A选选项项错错误误。任任何何一一个个振振动动的的质质点点都都是是一一个个波波源源，带带动动它它周周围围的的质质点点振振动动，将将振振动动传传播播开开来来，所所以以后后一一质质点点总总是是落落后后，但但振振动动频频率率相相同同，故故B、C选选项项正正确确。形形成成机机械械波波的的各各振振动动质质点点只只在在平平衡衡位位置置附附近近往往复复运运动动，并并没没有有随随波波迁迁移移，离离波波源源远远的的质质点点振振动动的的能能量量是是通过各质点的传递从波源获得，故通过各质点的传递从波源获得，

16、故D选项不正确。选项不正确。答案：答案：BC点点评评：深深刻刻理理解解波波的的概概念念、形形成成的的原原因因和和特特点点，避避免免造造成成混淆。混淆。科科学学探探测测表表明明，月月球球表表面面无无大大气气层层，也也没没有有水水，更更没没有有任任何何生生命命存存在在的的痕痕迹迹。在在月月球球上上，两两宇宇航航员员面面对对面面讲讲话话也也无无法法听听到，这是因为到，这是因为()A月球太冷，声音传播太慢月球太冷，声音传播太慢B月球上没有空气，声音无法传播月球上没有空气，声音无法传播C宇航员不适应月球，声音太轻宇航员不适应月球，声音太轻D月球上太嘈杂，声音听不清楚月球上太嘈杂，声音听不清楚答案：答案：

17、B解解析析：两两宇宇航航员员面面对对面面讲讲话话却却无无法法听听到到，说说明明声声波波有有振振源源却却传传播播不不出出去去，即即缺缺乏乏声声波波传传播播的的另另一一条条件件：没没有有介介质质，故故B选项正确。选项正确。横波和纵波横波和纵波解解析析：(1)在在横横波波中中质质点点振振动动方方向向和和波波的的传传播播方方向向相相互互垂垂直直，所所以以二二者者方方向向一一定定不不同同，故故A错错、B对对，在在纵纵波波中中二二者者方方向向在在同一直线上，既可以相同，也可以相反，故同一直线上，既可以相同，也可以相反，故C对、对、D错。错。(2)不不一一定定。因因为为此此波波为为横横波波，可可知知质质点点

18、的的振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向相相互互垂垂直直，此此波波在在x轴轴上上传传播播，可可知知质质点点a的的振振动动方方向向应应在在过过a点点且且垂垂直直于于x轴轴的的平平面面内内，即即质质点点a的的振振动动方方向向可可沿沿此此平面的任意方向，不一定是上下方向的振动。平面的任意方向，不一定是上下方向的振动。答案：答案：(1)BC(2)不一定不一定点点评评：深深刻刻理理解解质质点点振振动动方方向向与与波波的的传传播播方方向向的的关关系系，在在横横波波中中二二者者“相相互互垂垂直直”的的含含义义，在在纵纵波波中中二二者者“在在同同一一直直线线上上”的含义。的含义。关于横波和纵波，下列说

19、法正确的是关于横波和纵波，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横波质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B质质点点的的振振动动方方向向跟跟波波的的传传播播方方向向在在同同一一直直线线上上的的波波叫叫纵波纵波C横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D地震波是横波，声波是纵波地震波是横波，声波是纵波答案：答案：ABC解解析析：根根据据横横波波和和纵纵波波的的定定义义知知A、B、C正正确确；声声波波是是一一种种纵纵波波，但但地地震震波波中中既既有有横横波波又又有有纵纵波波，D选选项项错错误误，故故选选A、B、C。开放开放探究探究解解析析：由由

20、纵纵波波的的传传播播特特点点：传传播播方方向向与与质质点点的的振振动动方方向向在在同同一一直直线线上上，并并且且因因为为纵纵波波传传播播得得快快，所所以以居居民民首首先先会会感感到到上上下下颠颠簸簸。由由横横波波的的传传播播特特点点：波波的的传传播播方方向向与与振振动动方方向向垂垂直直，且且传传播播的的速速度度较较小小，所所以以横横波波传传来来得得晚晚，因因此此后后来来居居民民又又会会感感到在水平方向上左右摇动。到在水平方向上左右摇动。答答案案：当当地地居居民民首首先先会会感感到到上上下下颠颠簸簸，后后来来又又会会感感到到在在水水平方向上左右摇动。平方向上左右摇动。点点评评：地地震震是是一一种

21、种自自然然灾灾害害，联联系系实实际际应应用用所所学学知知识识解解释释自然现象，可以拓宽视野。自然现象，可以拓宽视野。你你面面前前有有一一盆盆平平静静的的水水。用用笔笔尖尖轻轻点点水水面面，观观察察水水波波的的产产生。使笔尖周期性地轻点同一处水面，观察水波的传播。生。使笔尖周期性地轻点同一处水面，观察水波的传播。在在水水面面任任意意位位置置放放一一片片纸纸屑屑，重重复复前前面面的的操操作作，观观察察纸纸片片的运动。回答下面的问题：的运动。回答下面的问题：(1)笔笔尖尖在在做做什什么么运运动动？与与笔笔尖尖接接触触的的水水面面在在做做什什么么运运动动？(2)盆中其他位置的水面在做什么运动？盆中其他位置的水面在做什么运动？(3)水波向外传播的过程中，纸屑怎样运动？水波向外传播的过程中，纸屑怎样运动？答答案案：(1)笔笔尖尖在在做做简简谐谐运运动动；与与笔笔尖尖接接触触的的水水面面也也在在做做简简谐运动。谐运动。(2)盆中其他位置的水面在做受迫振动。盆中其他位置的水面在做受迫振动。(3)水水波波向向外外传传播播的的过过程程中中，纸纸屑屑不不会会随随波波迁迁移移，只只是是上上下下不断振动。不断振动。结束结束