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新人教版 选择性必修一
第三章 机械波
第1节 波的形成
在艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。彩带上的波浪向前传播时，彩带上的每个点也在向前运动吗？
彩带上的波浪翻卷实际是振动在彩带上传播的结果。振动的传播称为波动，简称波（wave）。波是怎样形成的？
课堂引入
1.观察绳波的产生和传播
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。连续向上、向下抖动长绳，可以看到一列波产生和传播的情形。
如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记做什么运动？它是否随着波向绳的另一端移动？
仔细观察会发现，绳子上的各点知识在一定位置上下振动，没有向前运动，而振动这种形式却传播出了。
学习任务一：波的形成
新课讲授
学习任务一：波的形成
新课讲授
学习任务一：波的形成
设想:把绳分成很多小段
每一个小段可以看做一个质点
质点之间有相互作用力
学习任务一：波的形成
2. 绳波的形成
F
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
学习任务一：波的形成
波源0振动，依靠质点间力作用使得1振动，1带动质点2振动……。离波源越远，振动越迟.
6
5
4
3
2
1
0
7
8
9
10
t =0
t =T/4
t =T/2
t =3T/4
t =T
t =5T/4
学习任务一：波的形成
1.绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点；
2.沿波传播方向，前一质点依次带动后一质点,后一质点延迟振动；
3.把质点的振动状态向前传播，从总体上看形成凸凹相间的波。
一组学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪（图）。
一、波的形成
做一做
1、横波：质点振动方向与波的传播方向互相垂直的波 .
波峰
波峰
波谷
振动方向
波的传播方向
平衡位置
①特征：凸凹相间，具有交替出现的波峰和波谷 .
②仅在固体中传播
学习任务二：横波与纵波
2、纵波：质点振动方向与波的传播方向在一条直线上的波 .
②可在固体、液体和气体中传播
①特征：疏密相间，具有交替出现的密部和疏部 .
密部
疏部
密部
疏部
波的传播方向
质点振动方向
学习任务二：横波与纵波
1.质点的振动方向与波的传播方向的关系不同;
2.传播介质不同：横波只能在固体介质中传播；
纵波在固体、液体和气体中均能传播；
3.特征不同：横波中交替、间隔出现波峰和波谷；纵波中交替、间隔出现密部和疏部。
二、横波和纵波
3.横波与纵波的比较
学习任务二：横波与纵波
2.地震波:既有横波又有纵波。
1.声波：声波有横有纵，但大部分是纵波，要看传播的介质。声音在空气传播是纵波，因为声音在传播过程中是空气（介质）发生膨胀和收缩是沿着声波传播方向的。声波在固体中传播可能是横波也可能是纵波。
拓展：
3.水波:既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。
学习任务三：机械波
1. 实验演示
⑴.定义：机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。
⑵.产生条件：① 有振源。② 有可传播波的介质。
波源（振源）：能够维持振动的传播，不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
介质：凡是能传播机械振动的媒介物质，都可以叫做介质。
注意:有振动不一定存在波，有波一定存在振动．
学习任务三：机械波
2. 机械波
(1)各质点的振动
⑶.机械波的特点
(2) 传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。
三、机械波
②机械波传播的是振动的形式、能量和信息;
③各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移;
⑤各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。
④介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率；
①沿波传播的方向由近及远的传播。
学习任务三：机械波
(4) 波动与振动的区别和联系
① 区别:振动是一个质点的往复运动; 波动是介质中许多质点的集体运动．
② 联系：
a.都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期；
b.从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动；
c.振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动 ；
d.波动是振动形式的传播过程。
三、机械波
学习任务三：机械波
例题1
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8、12、16的运动状态如何？
(2)t＝ 时，质点8、12、16的运动状态如何？
【解析】各质点在各时刻的情况，如图所示．
(1)由甲图可知，t＝时，质点8未到达波峰，正在向上振动，质点12、16未振动．
(2)由乙图可知，t＝时，质点8正在向下振动，质点12向上振动，质点16未振动．
1. 关于机械波，下列说法中正确的是 ( )
A.有机械振动，必会形成机械波
B.有机械波必有机械振动
C.机械波是机械振动在介质中传播的过程，它是传递能量的一种形式
D.振源一停止振动机械波立即停止传播
BC
当堂达标训练
2.机械振动在介质中传播，下列说法中正确的是 ( )
A.介质中的各质点在各自的平衡位置附近作振动
B.介质中相邻质点间必存在相互作用力
C.介质中的各质点同时开始振动
D.介质中的各质点随波的传播而迁移
AB
当堂达标训练
3. 一列横波沿一条长绳传播,当波源突然停止振动时,其余质点的振动情况是(　)
A.所有质点都立即停止振动
B.已经振动的质点继续振动,尚未振动的质点不会振动
C.离波源近的质点先停止振动,然后才是离波源远的质点停止振动
D.离波源远的质点先停止振动,然后才是离波源近的质点停止振动
C
4.关于横波和纵波，下列说法中正确的是 ( )
A.质点作上下振动的波叫横波
B.质点的振动方向与波的传播方向一致的波叫纵波
C.横波中位于波谷与波峰的点都是该时刻位移最大的点
D.横波中，位移最大的点在波峰，位移最小的点在波谷
C
当堂达标训练
5.(多选)如图所示是绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下做简谐运动，带动其余质点依次上下振动。在 时，质点1到达最上方，质点5刚开始振动。下列说法正确的是（　　）
A．质点5和质点1的振动频率相同
B．在 时，质点4加速度方向向上
C．从 开始的一小段时间内，质点11的速度正在减小
D．从 开始的一小段时间内，质点16的加速度正在增大
典例分析
ABD
当堂达标训练

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