第3章 机械波 第1节 波的形成和描述(赋能课———精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 1.通过观察,认识波的特征。 2.能区别横波和纵波。 3.能用图像描述横波。 4.理解波速、波长和频率的关系。 1.理解机械波的形成和传播。 2.知道什么是横波、纵波。 3.掌握波的图像的意义和应用,能够区分波的图像和振动图像。 4.掌握波长、频率、波速的关系及应用。 一、波的形成与传播 1.波的形成: 在介质中传播形成机械波。 2.波的传播 (1)要有 ,即能够引起其他质点振动的质点。 (2)要有传播振动的 。 [微点拨] 有波源和有介质是形成机械波的必要条件,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。 [质疑辨析] 如图所示,用手抓住绳子的一端用力上下振动,就形成一列绳波。试判断下列说法的正误。 (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。 ( ) 二、波的分类 1.机械波可分为横波和纵波两类 横波 纵波 定义 质点的振动方向与波的传播方向 的波 质点的振动方向与波的传播方向在 上的波 标识性 物理量 ①波峰:横波凸起的 ②波谷:横波凹下的 ①密部:纵波中质点分布 的位置 ②疏部:纵波中质点分布 的位置 实物波形 2.声波和地震波 (1)声波是 ,它不仅能在空气中传播,也能在固体、液体中传播。 (2)地震波既包含 波,又包含 波。横波引起地面水平晃动,纵波引起地面上下颠簸,且纵波在地球内部的传播速度大于横波。 三、波的描述 1.波的图像 波的图像描述的是某一时刻各个质点的位移。如果介质中各个质点做简谐运动,它所形成的波就叫 ,它的波的图像是一条 曲线。 2.波的特征 周期T、频率f 含义:波的周期等于 的振动周期,用 表示。波的频率等于介质中 振动的频率,用 表示 决定因素:由 的周期或频率决定 两者关系: 波长λ 含义:沿着波的传播方向,两个 的、相对平衡位置的位移和振动方向 的质点间的距离 时空关系:在一个周期内,振动在介质中传播的距离等于 波速v 含义:振动 与 之比 公式:v= 或v= 决定因素: 的性质 [情境思考] 一列波的图像如图甲所示,其中某一点的振动图像如图乙所示。 (1)如何区分波的图像与振动图像。 (2)两种图像纵坐标的最大值相同吗 强化点(一) 机械波的形成和传播 任务驱动 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。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 [要点释解明] 1.机械波的形成 2.机械波的特点 (1)振幅:像绳波这种只在某个方向上传播的机械波,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。 (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 可以由作用在质点上的各种性质力提供 介质中各质点间的弹力 运动性质 质点做变加速运动 在同一均匀介质中传播速度不变 联 系 因果关系 振动是波动的原因,波动是振动在介质 ... ...
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