选修3-4第十二章第1节波的形成和传播
课前预习学案:
一、预习目标:
1、知道直线上机械波的形成过程.
2、知道什么是横波,知道波峰和波谷;知道什么是纵波,知道疏部和密部.
二、预习内容
1.波的形成:引起波动的振动体叫波源.波源振动带动它相邻质点发生振动,并依次带动离波源更远的质点振动,只是 的振动比前一质点的振动迟一些.于是,波源的振动逐渐传播开去.
2.机械波产生的条件:(1)要有 ;(2)要有传播振动的 .?
3.机械波的特点:(1)机械波传播的是质点的 ,也是传递能量和信息的一种方式.介质中的质点只是在平衡位置附近振动,并不随波的传播而迁移.(2)波动是大量质点的集体行为,各个质点的振动有一个时间差,离波源越远的质点振动越滞后.?
4.机械波的分类:机械波分成 和 两类.质点振动的方向与波的传播方向 的波叫横波.在横波中,凸起的最高处叫 ,凹下的最低处叫 .质点的振动方向跟传播方向 的波叫纵波.在纵波中,质点分布最密的地方叫 ,质点分布最疏的部分叫 .
三、提出疑惑:同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标:
1.理解形成机械波的物理过程;
2.学习中掌握振动质点的运动只在平衡位置附近振动,并不随波迁移。知道横波和纵波的区别是波形不同,
二、学习过程:
合作探究1波动与振动的区别:
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”;波动则是大量的、彼此相联系的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”.这种“群体行为”虽不同步但却是有秩序的.
根据机械波的定义,机械波产生的条件有两个:(1)有起振的波源;(2)有传播振动的介质.由此可以知道:有波动就一定有振动,因为波中的各个质点都是重复波源的振动;但有振动却不一定有波动,还要看是否有传播振动的介质.例如,放在抽成真空的玻璃罩内的闹钟,尽管铃锤不停地振动敲击铃壳,但是我们却听不到铃响,原因是闹钟周围没有传播声音的介质,不能形成声波.
合作探究2
请同学们再思考:如果波源停止了振动,那么由它引起的波动是否也会立即停止?试举例说明.?
三、反思总结
1.波是自然界一种常见的运动,知道了产生机械波的条件是波源和介质.
2.机械波和机械振动是有区别的
机械振动在介质中的传播,形成机械波,有机械波一定有机械振动,有机械振动不一定有机械波.
3.机械波形成时,介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波逐流.
4.机械波分为横波和纵波,横波和纵波可以同时存在,例如地震波,既有横波,又有纵波.
四、当堂检测
1.关于波动的下列说法,正确的是
A.介质中的质点随波的传播而迁移
B.质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
C.波不但传递能量,还能传递信息
D.一切波的传播均需要介质
2.如图10—1—1是一列向右传播的横波,请标出这列波中a、b、c、d……h等质点这一时刻的速度方向.
课后练习与提高
1.关于机械波的下列说法正确的是
A.有机械振动就有机械波
B.有机械波就一定有机械振动
C.机械波是机械振动在介质中的传播过程,它是传递能量的一种方式
D.没有机械波就没有机械振动
2.波在传播过程中,正确的说法是
A.介质中的质点随波迁移?
B.波源的振动能量随波传递?
C.介质中质点振动的频率随着波的传播而减小
D.波源的能量靠振动质点的迁移来传播?
3.区分横波和纵波是根据
A.质点振动的振幅和波的传播速度的大小?
B.质点振动的频率和波的传播能量的多少?
C.质点振动的方向和波传播的远近?
D.质点振动的方向和波传播的方向?
4.在机械波中
A.各质点都在各自的平衡位置附近振动?
B.相邻质点间必有相互作用力?
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动,后一质点的振动必定落后于前一质点
D.各质点也随波的传播而迁移
5.质点的振动方向与波的传播方向_______的波叫横波,质点的振动方向与波的传播方向在一直线上的波叫_______,机械波中的横波、纵波传播时均需要有_______.
6.沿绳传播的一列机械波,当波源突然停止振动时
A.绳上各质点同时停止振动,横波立即消失
B.绳上各质点同时停止振动,纵波立即消失
C.离波源较近的各质点先停止振动,较远的各质点稍后停止振动
D.离波源较远的各质点先停止振动,较近的各质点稍后停止振动
7.日常生活中,若发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢入石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边呢?说明理由.
8.如图10—1—2所示是沿绳向右传出的一列横波.在图上画出各个质点的振动速度方向,并回答下列几个问题:
(1)速度最大的点是第_______点、第_______点;?
(2)第_______点所在的位置是波的波峰,此时该质点振动的速度为_______.
9.AB为一弹性绳,设法在绳上传播一个脉冲的波,如图10—1—3所示,当波从A向B传播时,绳上质点开始振动时,质点振动的速度方向是_______,若当波从B向A传播时,绳上质点开始振动时,质点振动的速度方向是____________.?
10.如图10—1—4所示为一列横波在某时刻的波形,已知f质点在此时的运动方向向下,那么下列说法中正确的是
A.波向左传播
B.质点c比b先回到平衡位置
C.质点c和f的振幅相同
D.质点c在此时刻的加速度为零
当堂检测参考答案:1. 解析:介质中的质点只是随波源在各自的平衡位置附近做简谐运动,并不随波形的移动而迁移.选项A错误.
横波中质点振动的方向和波传播的方向垂直,而纵波中质点振动的方向和波的传播方向在同一直线上.选项B错误.
波在传播过程中,传播的不仅是波源振动的形式,还传播波源振动的能量和信息.譬如,老师讲课时,他的喉部和口腔是波源,通过空气介质形成声波,声波传入同学们的耳道引起鼓膜的振动——鼓膜获得了波源传递的能量,同时也获得了声波传递的信息——老师讲课的内容.选项C正确.
传播机械波一定要有介质,但传播电磁波可以没有介质.关于这一点,在后面“电磁波”的中还要讲到.选项D错误.
故本题的正确答案是C.
2. 解析:由波的形成特点可知,介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动,后面质点的振动是前面质点振动的重复.比较沿波传播方向上相邻的两质点,可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点.?
此题中质点c和g此时在最大位移处,速度为零,无速度方向可言.若以此时最大位移处的c点为参照点,由波的形成特点知d点的振动滞后于c,要追随移动到最大位移处,所以速度方向向下,E、f依次跟上,速度都向下;b的振动超前,已从负的最大位移回振,所以速度向上;a超前b,已回到平衡位置,速度最大也向上;同理以g为参照点,可知h点速度向上.
说明:确定波的传播过程中某质点的振动方向,关键是要理解清楚波的形成原因,掌握波的传播特点.
课后练习与提高参考答案:
1.BC 2.B 3.D? 4.ABC 5.垂直;纵波;介质 6.C
7.解析:不能.向水中投入石块,水面受到石块的撞击开始振动,形成水波向四周传去.这是表面现象,实际上水波向四周传播时水只是上下振动并不向外迁移,所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。 8.答案:图略.(1)3,7(2)5;零 9.答案:向下;向上
10.解析:由波的传播特点可知,当f点向下移动时,与它邻近的E点也将向下运动,E、f两点相比较,f的运动超前于E,f为前一质点,E为后一质点,波由右向左传播.质点c已到达最大位移处,之后c将移向平衡位置,而质点b却正在向最大位移处移动,所以质点c将比b先回到平衡位置.尽管此时c和f的位移不同,但它们的振幅却是相同的.质点c此时处在最大位移处,加速度最大.
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