1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-4 第十二章 机械波成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 机械波 第十二章 第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 第一节 波的形成和传播第十二章 第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 学习目标定位 1课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5课 时 作 业 6第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 学习目标定位第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 了解波
2、的形成和传播知道横波和纵波、波峰和波谷、密部和疏部知道机械波传播的是振动的形式、能量和信息第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 课堂情景切入第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 手拿绳的一端，上下摆动一次，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。手继续上下摆动，在绳上就形成一列波。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 知识自主梳理第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 1波的形成当手握绳端上
3、下振动时，绳端_相邻质点，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_开始振动。波的形成与传播带动带动振动迟一些第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 2波的传播绳端这种上下振动的状态沿_传播出去，称为波的传播。3介质(1)定义：波借以传播的_。(2)组成介质的质点之间有_作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。绳子物质相互第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向相互_的波波峰：凸起的_波谷：凹下的_纵波质点的振动方
4、向与波的传播方向在_的波密部：质点分布_的位置疏部：质点分布_的位置机械波可分为横波和纵波两类，其波形及描述对比如下：机械波的分类垂直最高处最低处同一直线上最密最疏第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 1介质(1)定义：波借以_的物质。(2)特点：组成介质的质点之间有_，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。2形成机械振动在_中传播，形成机械波。机械波传播相互作用介质第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 3两个产生条件(1)要有_。(2)要有传播振动的_。4传递的三个特点(1)介质中的机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，
5、它传播的只有_这种运动形式。(2)波是传递_的一种方式。(3)波可以传递_。振源介质振动能量信息第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 重点难点突破第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 一、机械波的形成第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 二、机械波的特点1机械波传播的是振动形式、能量和信息，介质中各质点本身并不随波传播而迁移，而是在各自的平衡位置附近振动。2由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动，所以各个质点都在做受迫振动，因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周
6、期(频率)相同。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 3在不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同，各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。4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。5机械波是一种“集体运动”波的形成离不开介质中大量质点的集体振动，个别质点形不成波。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 特别提醒：(1)有波源和有介质是形成机械波的必需条件，二者缺一不可。有振动不一定有机械波，有机械波一定有振动。(2)机械波在介质中传播时，介质中的各点不随波向前迁移，只在各自平衡位置附近做往复振动。
7、第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 答案：(1)没有(2)不会艺术体操也叫韵律体操，是一种艺术性很强的女子竞赛体操项目。19世纪末20世纪初起源于欧洲。艺术体操表演项目有很多，丝带舞表演就是其中之一，如图所示是一幅丝带舞的表演图。(1)丝带上的各点有没有随波迁移？(2)运动员的手停止抖动后，丝带上的波会立即停止吗？第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：(1)波传播的只是振动形式，介质中各质点本身并不会随波迁移。(2)波传播的是能量，波源停止振动，但能量还会依次向外传播。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导
8、 人教版 物理 选修3-4 二、横波与纵波的比较名称项目 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第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 特别提醒：(1)绳波和声波分别是典型的横波和纵波，水波是比较复杂的机械波，不是横波。(2)在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (1
9、)图甲是绳波，其中质点的振动方向与传播方向是什么关系？(2)图乙是声波，其中质点的振动方向与传播方向是什么关系？答案：(1)相互垂直(2)在一条直线上解析：(1)绳波是横波(2)声波是纵波。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 三、振动与波动的比较名称项目 振动波动运动现象振动是单个物体所表现出的周而复始的运动现象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现象运动成因物体由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力回复力作用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，且各部分都受到指向原平衡位置的力的作用第十二章 第
10、一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 名称项目 振动波动运动性质 变加速运动在均匀介质中匀速向前传播能量变化动能与势能相互转化，如果是简谐运动，机械能保持不变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时，各个质点的振动也会相继停下来第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 特别提醒：(1)振动是波的起因，波是振动的传播；(2)振动是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”；波动则是大量彼此相连的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (
11、改编题)枫桥夜泊中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是()A大钟的回声B大钟在继续振动，空气中继续形成声波C人的听觉发生“暂留”的缘故D大钟虽停止振动，但空气仍在振动答案：B解析：停止对大钟的撞击后，大钟做阻尼振动，仍在空气中形成声波；随着能量的减弱，钟声逐渐消失。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 考点题型设计第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 机械波的形成和传播下图是某绳上机械波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方
12、向做简谐振动，带动2、3、4各个质点依次上下振动，把振动由绳的左端传到右端。已知t0时，质点1开始向上运动，t T4 时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动。问：第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (1)tT2时，质点8、12、16的运动状态(是否运动，运动方向)如何？(2)t34T时，质点8、12、16的运动状态如何？(3)tT时，质点8、12、16的运动状态如何？(4)画出tT时此绳波的波形。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：由于质点间的相互作用，前面的质点总是带动后面的质点振动，所以后面的质点总是滞后于
13、前面的质点。各质点在各时刻的运动情况，如图所示。甲 tT2乙 t34T第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 丙 tT(1)t T2 时，质点8未达到最高点，正在向上振动，质点12、16未动，如图甲。(2)t 34 T时，质点8正在向下振，质点12向上振动，质点16未振动，如图乙。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (3)tT时，质点8、12正在向下振动，质点16向上振动，如图丙。(4)tT时，质点1回到了平衡位置，质点5比质点1晚 T4，处在负最大位移处，质点9比质点5晚 T4，处在平衡位置向下振，质点13比质点10晚
14、T4，处在正最大位移处，质点17刚刚开始向上起振，整条绳上的波形如图丙所示。答案：见解析第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 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月球上太嘈杂，声音听不清楚答案：B第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：两宇航员面对面讲话却无法听到，说明声波有振源却传播不出去，即缺乏声波传播的另一条件：没有介质，故B选项正确。第十二章 第
15、一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 机械波按质点振动方向与波传播方向的关系可分为横波和纵波(1)关于介质中质点的振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是()A在横波中二者方向有时相同B在横波中二者方向一定不同C在纵波中二者方向有时相同D在纵波中二者方向一定不同横波和纵波第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (2)如图所示，若一列横波在x轴上传播，a点是波传播方向上的某一质点，则质点a的振动方向一定上下振动吗？解析：(1)在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二者方向一定不同，故A错、B对，在纵波中二者方向在同一直线上，既可
16、以相同，也可以相反，故C对、D错。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (2)不一定。因为此波为横波，可知质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，此波在x轴上传播，可知质点a的振动方向应在过a点且垂直于x轴的平面内，即质点a的振动方向可沿此平面的任意方向，不一定是上下方向的振动。答案：(1)BC(2)不一定点评：深刻理解质点振动方向与波的传播方向的关系，在横波中二者“相互垂直”的含义，在纵波中二者“在同一直线上”的含义。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 下列关于横波与纵波的说法中，正确的是()A声波一定是纵波B水波一定是
17、横波C地震波既有横波，也有纵波D横波只能在固体中传播，纵波既可以在固体中传播，也可以在液体、气体中传播答案：CD第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：声波可以在空气中传播也可以在液体和固体中传播，空气中的声波一定是纵波，而液体、固体中的声波既可能是纵波，也可能是横波，故A错；水波既不是横波，也不是纵波，它的运动形式比较复杂，故B错；地震波既有横波，也有纵波，故发生地震时，地面既有上下振动，也有左右运动。C正确；D正确。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 2014年8月3日，云南鲁甸发生6.5级地震灾害，在党中央领导
18、下全国人民众志诚城，迎难而上迅速展开气壮山河的抗震救灾工作，谱写了感天动地的英雄凯歌，地震波中既有纵波，又有横波，而且由地壳传播时纵波速度大于横波速度。在鲁甸地震时，当地居民感受的振动应该是怎样的？开放探究第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：由纵波的传播特点：传播方向与质点的振动方向在同一直线上，并且因为纵波传播得快，所以居民首先会感到上下颠簸。由横波的传播特点：波的传播方向与振动方向垂直，且传播的速度较小，所以横波传来得晚，因此后来居民又会感到在水平方向上左右摇动。答案：当地居民首先会感到上下颠簸，后来又会感到在水平方向上左右摇动。点评：地震是一种
19、自然灾害，联系实际应用所学知识解释自然现象，可以拓宽视野。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如果此时水面上有一片树叶(如图)，下列对树叶运动情况的叙述正确的是()第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 A树叶慢慢向湖心运动 B树叶慢慢向湖岸漂去C在原处上下振动D沿着波纹做圆周运动答案：C解析：由于波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信息，而各质点不随波迁移，只在各自的位置附近做振动，故选C。第十二章 第一节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 课 时 作 业（点此链接）