1、第三章|机械波 第1节 波的形成 1理解机械波的形成过程和产生条件。2知道横波和纵波的概念。3明确机械波传播的特点。一、波的形成与分类 1填一填(1)波动：_的传播，简称波。(2)波的形成 当手握绳端上下振动时，绳端_相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又_更远一些的质点绳子上的质点都很快_起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。绳端这种上下振动的状态沿绳子传出去，从整体看就是一些凹凸相间的波形。振动带动带动振动(3)波的分类 横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_的波，叫作横波。在横波中，_叫作波峰，_叫作波谷。纵波：质点的振动方向与波的传播方向在_的波，叫作纵波。在纵波中，质点
2、分布_的位置叫作密部，质点分布_的位置叫作疏部。2判一判(1)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。()(2)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动。()(3)波的形成过程中，前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动。()垂直凸起的最高处凹下的最低处同一直线上最密最疏3想一想 如图是地震后的场景，当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时感到上下颠簸，由此可见地震波是什么波？提示：震源往往在地下某个深度的地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波。所以，地震波既含有纵波又含有横波。二、机械
3、波 1填一填(1)介质：波借以_的物质。(2)机械波：机械振动在_中传播，形成机械波。(3)机械波传播的三个特点 介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是_这种运动形式。波是传递_的一种方式。波可以传递_。传播介质振动能量信息2判一判(1)声波能在真空中传播。()(2)介质中有机械波传播时，介质本身也随波一起传播。()(3)波传播的是振动这种运动形式。()3选一选 科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹。在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为()A月球太冷，声音传播太慢 B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 D月
4、球上太嘈杂，声音听不清楚 解析：声波是机械波，传播需要介质，故B选项正确。答案：B 学透用活 1机械波的形成2波的特点(1)振幅：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)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。机械波的形成与传播(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移。(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。3振动和波动的区别与联系 振动 波动 区别 研究对象 单个质点在平衡位置附近的往复运动，研究的是单个质点的“个体行为”振动在介质中的传播，研究的是
5、大量质点将波源振动传播的“群体行为”力的来源 可以由作用在物体上的各种性质力提供 联系介质中各质点的弹力 区别 运动性质 质点做变加速运动 在均匀介质中是匀速直线运动 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，但有振动不一定有波动(2)波动的性质、频率和振幅都与振源相同 续表 典例1 细绳的一端在外力作用下从 t0 时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取 15 个点，如图所示，图(1)为 t0 时刻各点所处的位置，图(2)为 tT4时刻的波形图(T 为波的周期)。在图(3)中画出 t3T4 时刻的波形图。解析 机械波在传播过程中，介质的质点都在各自的平衡位置
6、附近振动，振动时间依次滞后。从波形图上看出，t14T 时刻第 4 个质点才开始振动，则在 t34T 时刻第 10 个质点刚开始振动，此时第 4 个质点已振动了T2的时间回到平衡位置，第 1 个质点到达下方最大位移处，新的波形图如图所示。答案 见解析图 规律方法 波动过程中介质中各质点的运动特点 波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述：(1)先振动的质点带动后振动的质点；(2)后振动的质点重复前面质点的振动；(3)后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。概括起来就是“带动、重复、落后”。对点练清 1多选关于机械波的形成，下列说法中正确的是()A物体做机
7、械振动，一定产生机械波 B后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步 C参与振动的质点都有相同的频率 D机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递 解析：机械波的形成必须具备的两个条件：振源和介质。只有物体做机械振动，而其周围没有传播这种振动的介质，远处的介质点也不可能振动起来形成机械波，故A选项错误；波源带动它周围的质点振动，将振动传播开来，所以后一质点总是落后，但振动频率相同，故B、C选项正确；形成机械波的各振动质点只在平衡位置附近往复运动，并没有随波迁移，故D选项不正确。答案：BC2在敲响古刹里的大钟时，有的同学发现，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，分析其原因是()
8、A大钟的回声 B大钟在继续振动 C人的听觉发生“暂留”的缘故 D大钟虽停止振动，但空气仍在振动 解析：停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，它会再振动一段时间然后因为阻尼而停止，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，所以选项B正确。答案：B 3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质点A和C的速度方向相同 D从此时算起，质点B比C先回到平衡位置 解析：波源振动时，绳上各质点通过相互间的弹力作用跟着做受迫
9、振动，不考虑传播中的能量损耗时，各质点的振幅均相同，选项A正确；波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动。由题图可知，波源在左端，因此，质点D跟随离波源近的质点C正向上运动，质点F跟随离波源近的质点E正向下运动，两者速度方向相反，选项B错误；同理，此时质点A正向下运动，质点C正向上运动，两者速度方向也相反，选项C错误；由于此时B、C两质点都向上运动，B比C先到最大位移处，故B比C先回到平衡位置，选项D正确。答案：AD 学透用活 1横波与纵波的比较 横波和纵波的理解 名称 项目 横 波 纵 波 概念 在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直 在波
10、动中，质点的振动方向和波的传播方向在一条直线上 介质 只能在固体介质中传播 在固体、液体和气体介质中均能传播 特征 在波动中交替、间隔出现波峰和波谷 在波动中交替、间隔出现密部和疏部 2对波的认识的两点提醒(1)水波的认识方面：水波既不是横波也不是纵波，它属于比较复杂的机械波。(2)纵波的认识方面：在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同直线上，而不是方向相同。典例2 关于横波与纵波，下列说法中正确的是()A质点上下振动形成的波是横波B质点水平振动形成的波是纵波C波沿水平方向传播，质点在竖直方向上下振动，这类波是横波D质点在水平面内振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波解析 质点的振动方向与波
11、的传播方向垂直的波叫横波，而质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波，可知只有 C 项正确。答案 C 规律方法 区别横波、纵波只看质点的振动方向与传播方向的关系；对于机械波总是距波源近的质点带动距波源远的质点，起振有先后。对点练清 1一列横波正沿水平方向由西向东传播，则下列说法中正确的是()A波中各个质点都在由西向东运动 B波中的各个质点一定沿水平方向振动 C波中的各个质点一定沿竖直方向振动 D以上说法都错误 解析：横波中各质点的振动方向与波的传播方向垂直，波在水平方向由西向东传播，质点振动方向与其垂直，不一定沿水平方向也不一定沿竖直方向，故A、B、C都错。答案：D 2下列关于纵波的
12、说法中，正确的是()A在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向 B纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上 C纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向相同 D纵波也有波峰和波谷 解析：纵波中质点的振动方向与波的传播方向虽然在一条直线上，但质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反。在波动中，横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，故选项B正确。答案：B 3多选某地发生7.1级强地震，若恰好在震源(位于地下)正上方地区的一个观测站记录的纵波和横波的到达时刻相差5 s，已知在这一地区地震波的纵波和横波的传播速率分别为9 km/s和4 km/s，若近似认为波的速度恒定，则下列判断正确的
13、是()A地震时，震源正上方地区的建筑物先左右振动、后上下振动 B地震时，震源正上方地区的建筑物先上下振动、后左右振动 C震源距该观测站的距离为25 km D震源距该观测站的距离为36 km 解析：地震波由震源向上传播，横波使建筑物左右振动，纵波使建筑物上下振动，分析题意可知，纵波传得快，震源正上方地区的建筑物先上下振动，后左右振动，选项 A 错误，B 正确；设横波的速度为 v1，纵波的速度为 v2，根据运动学公式可知，sv1 sv2t，代入数据解得，s36 km，选项 C 错误，D 正确。答案：BD一、会跳舞的火焰(物理观念)选自鲁科版教材P61“迷你实验室”如图所示，将一支燃烧的蜡烛放在音响喇叭的纸盆前，让音响播放音乐，开大音量，蜡烛的火焰会随着音乐来回摆动，就像在跳舞一样。请思考蜡烛火焰的摆动与纵波有什么联系。提示：声波是纵波，音响喇叭的纸盆振动，带动空气分子左右振动，从而引起蜡烛的火焰随着音乐来回摆动，音量越大，空气分子左右振动的幅度越大，火焰摆动的幅度也越大。二、篮球能随水波漂回岸边吗？(科学思维)选自鲁科版教材P67第1题 某同学跟朋友们打篮球时，篮球掉进了球场旁边的湖水里。该同学想向湖中丢一石块激起水波，让篮球随水波漂回岸边。该同学的想法能实现吗？为什么？提示：不能实现。石块激起的水波，只能使水面上的篮球上下振动，而不能随波迁移。
