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第三章 机械波
第一节 波的形成
人教版（2019）选择性必修一
目录
一、波的形成
二、横波和纵波
三、机械波
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
水波
振动在水中传播的结果
绳波
振动在绳上传播的结果
物理学中将振动的传播称为波动，简称波。
规则：20位同学并排坐在凳子上成一条直线，第一位同学缓慢站起然后坐下，相邻的同学看到旁边同学站起后随即也跟着缓慢站起。
模拟波的形成过程
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课堂小结
随堂练习
布置作业
问题一：第一位同学有没有向后运动呢？第二位同学为什么会起立？
问题二：每位同学站起的时间是不是相同的？它们振动的步调一致吗？
问题三：每位同学开始运动的方向和第一位同学开始运动的方向有什么关系？
问题四：第一位同学停止运动后其他同学会立刻停止吗？
质点只在平衡位置上下振动，并不随波迁移。波传播的是振动这种形式。
各质点不是同时起振的，离振源近的质点先起振。
振动步调不一致：前一质点依次带动后一质点振动,但后一质点滞后振动。
各点开始振动的起振方向与振源起振方向相同。
波源停止振动后，波仍向前传播。
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布置作业
探究：绳波究竟是怎样形成的呢？
设想:把绳分成很多小段
每一小段均可看成一个质点
相邻两质点之间会存在相互作用的力
当手握绳端上下振动时，绳端会带动相邻质点也上下振动起来。相邻质点又带动更远一些的质点振动起来……最终绳上的质点都振动起来，即绳端的振动状态沿绳子传出去。（只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动）
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一、波的形成
各质点的振动规律总结：
时间上：各质点做受迫振动，周期、频率与波源相同。
空间上：质点只在自己的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”。
质点间：①质点的起振方向均与波源起振方向相同； ②沿着波的传播方向，先振动的质点带动后振动的质点。
关键词：“带动、重复、滞后”
各质点随时间推移的振动图像
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布置作业
总结：
1.明确波源振动带动后面质点振动，后面质点总是重复前面质点振动，是解决此类题目的关键。
2.方法：
(1)已知传播方向判断振动方向：在质点P靠近波源一方附近的波形上另找一点P′，P′为先振动的质点，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。
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(2)已知振动方向判断传播方向：若质点向上振动，则在波形上P点附近上方找一个点P′；若质点向下振动，则在波形上P点附近下方找一个点P′，P′比P更靠近波源，从而判断波的传播方向。
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问题1. T/4时刻质点3的运动方向？
问题2. T/2时刻质点2和4的运动方向
问题3. 3T/4时刻开始，质点4和6谁先回到平衡位置
课堂练习：手绘绳波波形图
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布置作业
（1）因果关系：
振动是波动的原因，波动是振动的传播。
（2）研究对象：
振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。
振动与波动的联系与区别：
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互相垂直
同一直线上
波种类实验探究：观察绳波和推拉弹簧形成的波，判断这两种波在传播的过程中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？
纵波
横波
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（1）定义：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波（凹凸波）。
（2）波形特点：有波峰、波谷（凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷）
1、横波
（3）说明：横波是靠物体内部形变而产生的弹力作为回复力，横波只能在固体内传播。（水波比较复杂，高中物理中通常视水波为横波。）
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二、横波和纵波
【学以致用】(多选)一列横波沿绳子向右传播,传播过程无能量损失,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状。对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点,下列说法正确的是(　 　)
A.它们的振幅相同
B.质点D和F的速度方向相同
C.从此时算起,质点B比C先回到平衡位置
D.从此时算起,质点E比F先到达波峰
答案：ACD
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（1）定义：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波（疏密波）
（2）波形特点：有密部、疏部，疏密相间．
（质点分布较密的部分叫密部，质点分布较稀的部分叫疏部）
（3）说明：纵波是靠介质质点的相互挤压而产生的作用力作为回复力。
纵波在固体、液体、气体中都能传播。
2、纵波
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发声体振动时在空气中产生的声波是纵波.
声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。
【课堂问题】
发声体振动时在空气中产生的声波是横波还是纵波？
【拓展问题】地震波是什么波？
既有横波又有纵波
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1. 介质：
波借以传播的物质.
2.机械波：
机械振动在介质中的传播，形成机械波.
3.产生机械波的条件:
同时存在波源和介质，且质点之间有相互作用。
固体
液体
气体
三、机械波
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既有横波，也有纵波
既不是横波，也不是纵波
纵波
横波
4. 机械波的特点:
(1)传播振动形式
(2)传递能量
(3)传递信息
质点在自己的平衡位置来回振动，质点并不随波迁移
5. 常见的机械波:
(1)绳波
(2)推拉弹簧产生的弹簧波
(3)空气中产生的声波
(5)水波
(4)地震波
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【学以致用1】关于机械波，下列说法中正确的是（ ）
A.物体做机械振动，一定产生机械波
B.机械波的传播方向就是介质中质点的振动方向
C.除振源外，机械波中各质点都做受迫振动
D.机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递
答案：C
随堂练习
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布置作业
【学以致用2】一列机械波在某时刻的波形如图所示，若O是波源，则此刻A点的振动方向_____，波源O的振动方向_____；若O′是波源，则此刻A点的振动方向____，波源O′的振动方向_____。
向上
向下
向下
向上
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课堂小结
布置作业
【学以致用3】如图所示，运动会上团体操表演“波浪”。一组学生手挽手排成一行，左边第一位同学开始周期性的下蹲、起立。后边的同学重复他的动作，形成往前传播的“波浪”，下列说法正确的是
A.“波浪”向左传播
B.图中A同学正在往下蹲
C.每个学生的位置都向右移动
D.后边所有的同学同时重复左边第一位同学的动作
答案：B
横波和纵波
波的形成
波的形成
机械波
传播振动形式
“带动法”
质点间的作用力
离波源越远，振动越迟
空气中产生的声波为纵波
横波——相互垂直
纵波——同一直线
密部、疏部
波峰、波谷
固体、液体、气体
条件
特点
波源和介质
传播振动形式
传递能量
传递信息
布置作业
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随堂练习
布置作业
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今日作业：
月 日

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