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3.1.1　波的形成
[学习目标] 1．机械波的形成 2．波的特点
[重难点]　 1．机械波的形成 2．波的特点
[导学探究]
如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动．如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动．
(1) 红色标记有没有随波迁移？
(2) 当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？
例1绳波在某时刻的形状如图所示，若O是波源，则此刻A点的振动方向________，若O′是波源，则此刻A点的振动方向________．(选填“向上”或“向下”)
例2如图所示，是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t＝0时，质点1开始向上运动，t＝时，1到达最上方，5开始向上运动．问：
(1) t＝时，质点6、10、14的运动状态(是否运动、运动方向)如何？
(2) 画出t＝时的波形图，并说明质点6、10、14的运动状态．
[应用练习]
1． (多选)在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图可知，下列说法中正确的是(　　)
A．质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点均做受迫振动
B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动
C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同
D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒
2． (波的形成)如图所示为某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时，质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动．下列判断正确的是(　　)
A．t＝时质点5的运动方向向下
B．t＝时质点7的运动方向向上
C．t＝时质点11的运动方向向下
D．t＝T时质点17开始向下运动
3． (波的特点)(多选)关于波的形成和特点，下列说法正确的是(　　)
A．随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近振动
B．随着波的传播，介质中的各质点也将由近及远地迁移出去
C．传播波的过程中相邻各质点间必有相互作用力
D．某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点必沿竖直方向上下振动
4． 振动和波的关系(多选)关于振动和波的关系，下列说法正确的是(　　)
A．振动是波的成因，波是振动的传播
B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象
C．波的传播速度就是质点振动的速度
D．波源停止振动时，波立即停止传播
小结：
1．机械波的形成
2． 波的特点
(1) 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) 各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)相同．
(3) 离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向与波源起振方向相同．
(4) 机械波向前传播的是振动这种运动形式，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移．
3． 振动和波动的联系
(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，有振动不一定有波动．
(2) 波动中各质点振动的性质、频率和振幅与波源相同．
3.1.1　波的形成 答案
[导学探究]
答案　(1)没有，红色标记只在竖直方向上下振动
(2)不会，当手停止抖动后，波仍向右传播
例1.答案　向上　向下
例2.答案　见解析
解析　(1)各质点在t＝时的情况如图甲所示：
由图甲可知，t＝时，质点6未达到波峰，正在向上运动，质点10、14未运动．
(2)t＝T时的波形图如图乙所示，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动．
[应用练习]
1． 答案　AC
解析　每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，B错误；波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做受迫振动，合外力不为零，故每个质点的机械能并不守恒，D错误．
2． 答案　B
3． 答案　AC
解析　随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近来回振动，不随波迁移，故A正确，B错误；波源的振动使质点一个个被带动，且与波源振动形式相同，且总滞后于前一个质点，可知各质点间有力的作用，故C正确；某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点的振动方向与波的传播方向垂直，但不一定沿竖直方向，故D错误．
4． 答案　AB
解析　机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外传播的速度，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，选项D错误．
3.1.1　波的形成 答案
[导学探究]
答案　(1)没有，红色标记只在竖直方向上下振动
(2)不会，当手停止抖动后，波仍向右传播
例1.答案　向上　向下
例2.答案　见解析
解析　(1)各质点在t＝时的情况如图甲所示：
由图甲可知，t＝时，质点6未达到波峰，正在向上运动，质点10、14未运动．
(2)t＝T时的波形图如图乙所示，质点6正在向下运动，质点10向上运动，质点14未运动．
[应用练习]
1． 答案　AC
解析　每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，B错误；波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做受迫振动，合外力不为零，故每个质点的机械能并不守恒，D错误．
2． 答案　B
3． 答案　AC
解析　随着波的传播，介质中各质点都在各自的平衡位置附近来回振动，不随波迁移，故A正确，B错误；波源的振动使质点一个个被带动，且与波源振动形式相同，且总滞后于前一个质点，可知各质点间有力的作用，故C正确；某一横波在介质中沿水平方向传播，介质中的质点的振动方向与波的传播方向垂直，但不一定沿竖直方向，故D错误．
4． 答案　AB
解析　机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动并由近及远传播而形成波，选项A、B正确；波的传播速度是波形由波源向外传播的速度，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会因波源停止振动而立即停止传播，选项D错误．

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