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2020-2021学年高中物理 第三章 机械波 1 简谐运动教案1 新人教版选择性必修第一册2020-2021学年高中物理 第三章 机械波 1 简谐运动教案1 新人教版选择性必修第一册年级：姓名：- 6 -波的形成和传播教学目标： 1、明确机械波的产生条件；掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征。2、了解机械波的种类极其传播特征；掌握描述机械波物理量(波长、频率、周期、波速)。 教学重难点： 1、掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征。2、掌握描述机械波物理量(波长、频率、周期、波速)。教学过程： 一、 机械波的产生条件我们已学习过机械振动，它是描述单个质点的运动形式，这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式机械波。 水波：使平静的水面振动，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。 绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传 播出去，形成绳波。以上两种波都可以叫做机械波。 水波是不能离开水的；绳波是不能离开绳的。总之，机械波是不能离开传播波的介质的。当振动停止后我们又看到了什么现象？传出去的仍然在传播，以后水（绳）都静止不动了。1机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波2机械波的产生条件：振源和介质。振源产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是振源。介质传播振动的媒质，如绳子、水。二、机械波的形成过程1介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，2机械波的形成过程： 由于相邻质点间力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动向远处传播。如图表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点，质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t0)各质点的位置，这时所有质点 其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动，设振动周期为T，则第二行表示经过了T4时各质点的位置，这时质点1已达到最大位移，正开始向下运动；质点2的振动较质点1落后一些，仍向上运动；质点3更落后一些，此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过了T2时各质点的位置，这时质点1又回到平衡位置，并继续向下运动，质点4刚到达最大位移处，此时振动传到了质点7。依次推论，第四、五、六行分别表示了经过3T4、和5T4后的各质点的位置，并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。三、对机械波概念的理解1机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；2当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式；3波是传播能量的一种方式。四、波的种类：按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：横波和纵波。1横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。波形特点：凸凹相间的波形。如右图波形所示。 举例：像水波，绳波等。2纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如右图波形所示。举例：声波是纵波，其中：振源声带，介质空气、液体、固体。声波在空气中的传播速度大约为：340m/s；声波在水中中的传播速度大约为：1500m/s；声波在钢铁中的传播速度大约为：5000m/s；地震波既有横波又有纵波。其中横波和纵波的传播速度不同。典型例题：【例1】关于振动和波的关系，下列说法正确的是 A有机械波必有振动 B有机械振动必有波C离波源远的质点振动较慢 D波源停止振动时，介质中的波立即停止传播【例2】一列波由波源处向周围扩展开去，由此可知 A介质中各质点由近及远地传播开去B介质中质点的振动形式由近及远地传播开去C介质中质点振动的能量由近及远地传播开去D介质中质点只是振动而没有迁移【例3】区分横波和纵波是根据 A是否沿水平方向传播 B质点振动的方向和波传播的远近C质点振动的方向和波传播的方向 D质点振动的快慢 【例4】下列说法不妥的有 A声波在空气中传播时是纵波，在水中传播时是横波B波不但传递能量，还能传递信息C发生地震时，由振源传出的横波和纵波的波速不同D一切波的传播均需要介质同步练习 1机械波是_ 形成的,形成机械波的条件是存在_ 和 2出现波峰和波谷的波是_，出现密部和疏部的波是_。3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振动质点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随波传递4关于振动和波的关系，下列说法正确的是（ ）A有机械波必有机械振动 B有机械振动必有机械波C离波源远的质点振动得迟 D波源停振时，介质中的波立即停住5关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ）A质点振动方向总是垂直于波的传播方向B横波中质点振动方向总是垂直于波的传播方向C横波有波峰和波谷，波传播时波峰和波谷都是向前移动的D在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向6下列关于机械波的说法中，正确的是（ ）A机械波既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播B声波是横波，有波峰和波谷C声波只能在气体中传播，不能在液体和固体中传播D从地震源传出的地震波，既有横波，也有纵波7在以下关于声波的说法中，正确的是（ ）A产生声波的条件是具备声源和传播声音的介质B一切声源都在振动C声波只有在空气中传播是纵波D人耳能听见声音，是声源附近振动质点随声波传到人耳，使鼓膜振动，引起声音的感觉8把闹钟悬放在密闭的玻璃罩内，在玻璃罩外仍然可以听到闹钟的铃声，但如果将罩内空气抽去，就听不到闹钟的铃声，这说明（ ）A声波是纵波 B抽去罩内的空气后，闹钟不再运转了 dabcC气体和固体都能传播声音 D声波不能在真空中传播9一列沿绳向右传播的横波，某时刻形成如图所示的形状，则正在向上运动的质点是 ，正在向下运动的质点是 10一列波由波源向周围扩展开去，由此可知（ ）A介质中各质点由近及远地传播开 B介质中的振动形式由近及远传播开去C介质点振动的能量由近及远传播开去 D介质点只是振动而没有迁移11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参考答案典型例题：例1。解答：应选A 点拨：因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样在介质中传播的波独立于波源，即已形成的波跟波源无关，在波源停止振动时，波仍将继续向外传播而不会停止例2. 解答：应选BCD 点拨：波动过程是振动形式和振动能量的传递过程，介质中质点并不随波迁移例3. 点拨：区分横波和纵波的依据是看波的传播方向与质点的振动方向的关系参考答案：C例4. 点拨：区分机械波和电磁波，区分横波和纵波参考答案：AD同步练习: 1.振动在介质中传播 振动 介质 2.横波 纵波 3.B 4.AC 5.BC 6.AD 7.AB8.CD 9.ab cd 10 BCD 11.ABC