【学霸笔记：同步精讲】14 第3章 第1节 波的形成和描述 讲义--高中鲁科物理选择性必修第一册

第1节　波的形成和描述 [学习目标]　1．知道横波、纵波的概念，了解波长及波速的概念。2．理解机械波的形成和传播，掌握波的图像，能利用图像分析波的传播与质点振动的关系。3．能观察并探究有关机械波的实验现象。4．培养自主学习物理、探索身边的物理问题的兴趣。 知识点一　波的形成与传播 1．机械波的定义 机械振动在介质中传播形成的波称为机械波。 2．机械波的产生条件 (1)波源：做机械振动的物体。 (2)介质：能传播波的物质。 3．传播特点 机械波传播时，介质并不随波前进，传递的只是机械振动这种运动形式及其能量。 　没有介质机械波不能传播，如声波不能在真空中传播。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)物体做机械振动，一定产生机械波。 (×) (2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时开始运动，同时停止运动。 (×) (3)机械波除传递振动形式外，还向外传递能量。 (√) 知识点二　波的分类 1．波的分类 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垂直的波 (1)波峰：凸起的最高处 (2)波谷：凹下的最低处 绳上形成横波 纵波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 (1)密部：质点分布最密的地方 (2)疏部：质点分布最疏的地方 弹簧上形成纵波 2．地震波 有的波，既包含横波，又包含纵波，如地震波。在震中附近，横波引起地面水平晃动，纵波引起地面上下颠簸。因为纵波在地球内部的传播速度大于横波，所以地震时，人们一般先感觉到上下颠簸，然后才感觉到有很强的水平晃动。横波是地震造成破坏的主要原因。 　在平静的湖面上，漂浮着一片树叶，如果你往树叶附近扔下一块小石子，湖面立即兴起水波，水波一圈一圈往外扩展出去，于是树叶运动起来。请问树叶会随水波往外移动吗？ 提示：不会。因为小石子激起的水波是振动的传播，水并不向外移动，水的质点只是上下振动，所以树叶不会随水波往外移动。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直。 (√) (2)纵波中有密部、疏部之分。 (√) (3)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波一定是横波。 (×) 知识点三　波的描述 1．波的图像 (1)波形：在绳波传播的某个时刻拍下照片，就能得到该时刻的波形。 (2)图像：在波形上添加一个坐标系，就可以得到该时刻这个波的图像。用横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示各个质点离开平衡位置的位移。 (3)简谐波：波源做简谐运动时，在各个时刻波的图像是一条正弦(或余弦)曲线。 (4)波的图像的物理意义：波的图像反映了介质中的各个质点在某一时刻的位移情况。 2．波的特征 周期T、频率f 含义：波的周期等于波源的振动周期，用T表示。波的频率是介质中质点振动的频率，用f表示。 决定因素：由波源的周期或频率决定 两者关系：T＝ 波长λ 含义：沿着波的传播方向，两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离，用λ表示 特征：在横波中，两个相邻波峰(或波谷)中央的距离等于波长；在纵波中，两个相邻密部(或疏部)中央的距离等于波长。 波速v 含义：将振动传播的距离与传播时间之比 公式：v＝、v＝λf 决定因素：介质本身的性质 时空关系 在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长 　相邻的波峰与波峰之间的距离是一个波长，相邻的波谷与波谷间的距离也是一个波长。 3．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)波的图像反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况。 (√) (2)从波的图像可以知道各质点振动的振幅。 (√) (3)根据v＝可知，机械波的波长越长，波速越大。 (×) 如图所示的波是一列横波，绳波各质点振动方向与波的传播方向有什么关系？ 提示：质点的振动方向与波的 ... ...